時速一百還能續航2300公里!一群學生真的能造出來這個?

語言: CN / TW / HK

最近我發現了一輛好玩的車, Lightyear 0, ( 巴斯 ) 光年零號機。

這輛像是 FF91 和保時捷 718 合體的電動車,能讓你實現 永不充電 ,0 碳出行。

這是一輛太陽能電動車,一塊 60 千瓦時的電池,可以選擇 插電或純靠太陽能續航。

如果你上下班往返 70 公里以內,選擇這輛車,就可以好幾個月不充電,省下一大筆電費,當然也省下一大筆油費。

前提是你在的地方陽光日照得足夠充足。

按荷蘭的氣候,可以 2 個月不充電,如果是西班牙或葡萄牙這些日照時間更長的地,可以 7 個月不充電。

想想你現在加的 10 元 95 號,這車不是香爆?

不過這車雖然很香,但它還不是太陽能汽車裡的極限,甚至是個弟弟。

眾所周知,電車裡有個續航極限,賓士的 Vision EQXX 的概念車, 充滿的 100 千瓦時電池包,實測能 1000 公里。

em...是不是覺得這續航很頂?

但有一群學生造的純太陽能電動車,只裝了一塊遠低於 100 千瓦時的電池,卻可以在真實道路上, 跑完 3200 公里,而且是隻靠太陽能。

這輛車就來自於兩年一屆的世界太陽能挑戰賽 ( WSC )

這場比賽,也號稱太陽能賽車界的 F1 。像這樣續航兩千多公里的太陽能車,比賽裡多的是,而且還長得各有特色。

規則很簡單,44 輛車相繼出發,誰先到終點誰贏,全程 2300 公里。

沒有專業的比賽場地,路況跟咱平時開的高速差不多,車水馬龍, 平均時速也限制在一百公里左右。

因為比賽在澳大利亞,選手們的駕駛環境甚至還挺惡劣。

你可能會碰到突然躥出的 拳擊袋鼠、 橫叉整條路的大樹,甚至沙塵暴、暴風雨等極端天氣。

這環境,只靠太陽能,跑 2300 公里,黃金右腳都不敢開這玩笑。

所以為了達成目標,這些車子進化出了奇怪的形狀。

先把能塞太陽能板的地方全部塞滿,至於駕駛員、車輛安全和實用?不作考慮。

但為了安全,這兩年的比賽倒是規範多了。

現在的參賽車輛, 太陽能板總尺寸不能超過 6 平方米 ,而且必須考量駕駛員的安全以及車輛實用性,官方也對車輛重量、速度作出限制。

比如必須是四輪車, 車總重不能超過 200 公斤,電池必須 20 公斤以內, 駕駛員必須直立坐姿等等 ,比賽更真實,難度也更大。

所以車體的設計就相當考究,參賽選手們,玩的都是電機、太陽能電池板和空氣動力學的極限。

主流的車體主要有兩種, 雙船體設計, 更寬緊湊也穩定。 單船體設計 ,子彈形狀或飛鏢形狀,空氣動力學更好,更快也更節能。

先來看看真正的大佬,荷蘭的 Vattenfall 車隊, 9 次比賽裡,拿了 7 次冠軍,2 次亞軍。

他們的賽車採用雙體船設計,表面覆蓋了一層仿鯊魚皮的材質,能使空氣以極少的湍流通過,減少 8% 的摩擦力。

也不知道這鯊魚皮是不是打羅老師那買的。

單船體的代表人物則是日本 Tokai 車隊的子彈型設計,最高時速可達 140 公里每小時 ( 賽事不允許這麼高 ) ,也是首次在比賽中採用單體子彈型設計的參賽隊伍。

它們的表面也要做到極致平滑,哪怕是 一根擺動的小膠帶也會使整車的阻力增加 5%。

但這被動減阻的空氣動力學只能說是開胃小菜。

為了讓車的阻力足夠小,速度足夠快, 每輛太陽能車的空氣動力學設計與 F1 賽車恰恰相反。

F1 賽車的空氣動力學是要讓風把車壓在跑道上。

而太陽能賽車的空氣動力學有點類似於飛機,是想讓風儘量把車子抬起來,從而減少輪胎阻力,節能且速度快。

但這樣就導致車子抓地力不好,側向風一吹就甩出去了。

那咋辦?

日本的 Tokai 選擇從車身設計上下功夫,他們參考了飛鏢的設計思路,把重量集中在前面,後面是一個十字架造型, 飛鏢飛起來怎麼穩,車開起來就怎麼穩。

側面則是引導式 “ 機翼 ” 設計,能把風引到車身下方,從側後方流出。

em...感覺這幫學生是學航空出身的。。。

但下面比利時 Agoria 對抗側向風的方法,就為車輛工程出身的 “ 專業人員 ” 爭了口氣。

它們採用了一套偏流修正系統,說白了側向風吹過來的時候,車身可以隨著風輕微移動,但車輪還是穩穩向前。

這波就是考驗司機了,怎麼斜著開車同時維持直行。

除了車身設計,太陽能電池面板也是捲到不行。

比如當年日本紅極一時的 HIT 太陽能電池,電池效率 24.7%,反觀那會我們國內用的多晶矽電池,效率不到 20%。

當然這還不算最吊的,有的車隊拿到了砷化鎵面板太陽能電池,效率 37%。

這玩意,可是用在哈勃望遠鏡上面的,生產成本大概是普通矽電池的一千多倍。

“ 斯坦福,你多少有點玩不起了。” 

當然了,想拿下比賽的第一名,後勤和安全也是很重要的一環。

每輛太陽能車比賽時都會有十幾輛保障車跟隨,整個團隊 50 人左右,他們會連結衛星、觀測天氣,預測太陽方位,保證最佳充能角度。

駕駛員也必須通過 15 秒逃生測試,沒通過不準參加比賽。

總而言之,這是一場承載清潔能源希望的最困難、最直接的比賽。

可能小夥伴會問,中國大陸有沒有車隊去參加比賽?

其實大陸這邊,北理光梭車隊曾在 2013 年、 2015 年參加了兩屆 WSC, 是大陸內的第一支參賽隊伍,也是唯一一支大陸內的參賽高校。

但受限於當時國內光伏產業起步不久,2013 年那會國內電動車銷量才一萬多輛。

所以高能量密度的電池、高轉化效率的太陽能電池、電機電控、碳纖維材質等,國內都供應不上,只能以客戶的名義去美國和日本購買, 參賽成績也沒有很理想。

這幾年又因為疫情,WSC 的比賽也取消了。

但以國內目前新能源產業的發展,咱也絕對有實力上去一較高下。

光 2021 年全年,我們的電動車銷量超過 200 萬輛,動力電池裝機量前十名的企業裡有 6 個都是中國, 光伏電池產量業佔全球 70%,造個 電芯能量密度超過 300Wh/kg 也是灑灑水。

當年搞 HIT 太陽能電池的松下跟咱競爭不來,已經砍掉了光伏業務。

所以,真的希望能在 2023 WSC 看到我們大陸高校的參賽隊伍。

最後,估計有人會說,這玩意造的奇形怪狀能量產嗎?花這麼多錢搞這些有意義嗎?

但差評君認為, 這場比賽的意義不只是量產,更不是拿到冠軍。

對於參賽者來說,他們能借此機會接觸到行業前沿的技術和實力。比如美國航天局給斯坦福搞的砷化鎵太陽能面板。

這裡面每個參賽車輛身上也貼滿了贊助商,涵蓋了普利司通、奧迪等行業頂尖研發企業,他們每年會為優秀參賽者提供深造的機會。

更多的人知道這項比賽,會啟發更多的學生,也會啟發更多的研發投入,這些背後的支援至關重要,更多的人蔘與到這個行業,我們才能更早的看到純淨清潔能源的誕生。

所以有時候, 推著我們往前走的,不止是那些劃時代的重大發明,更多的,還是這些看似不切實際的創意啟發。

撰文 :脖子右擰    編輯 :面線    美編 ;煥妍

圖片、資料來源:

Theverge-Lightyear finds a manufacturer to build its solar-powered EV 

Theverge-Lightyear says its $263 , 000 solar-powered car will go into production later this year 

wiki-World Solar Challenge 

World Solar Challenge 官網

油管 -Light speed :Seeker

知乎 - 楊逸軒,光梭車隊 Sun Shuttle 與世界太陽能挑戰賽 (  World Solar Challenge  ) 介紹

Lightyear 官網

谷歌圖片;百度圖片

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