【原】【德味】實(shí)踐出真知：德國(guó)大學(xué)生打造的方程式賽車(chē)

ams車(chē)評(píng) 2022-12-11 發(fā)布于北京

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不，這并不是什么看起來(lái)有些夸張的碳纖維“肥皂盒賽車(chē)”，而是一輛德國(guó)大學(xué)生方程式單座賽車(chē)。好吧，這樣說(shuō)或許沒(méi)有什么幫助。那么，我們就為您介紹一下大學(xué)生方程式賽車(chē)及車(chē)隊(duì)……

大學(xué)生方程式賽車(chē)比賽——沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)？雖然大學(xué)生方程式賽車(chē)比賽已經(jīng)舉辦超過(guò)20年了，但并不是每個(gè)人都知道它。它被認(rèn)為是賽車(chē)運(yùn)動(dòng)的“人才工廠”，然而，賽車(chē)運(yùn)動(dòng)的主要工作內(nèi)容并不在于駕駛。相反，重點(diǎn)是汽車(chē)工程學(xué)和車(chē)隊(duì)，也就是車(chē)隊(duì)的成立、融資以及包括贊助在內(nèi)的整個(gè)營(yíng)銷(xiāo)，還有比賽期間在后臺(tái)運(yùn)行的所有工作。聽(tīng)起來(lái)很令人興奮？的確令人興奮，尤其是在打造E0711-12的時(shí)候。

這個(gè)聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)笨拙的名字中間的“0711”是斯圖加特的區(qū)號(hào)，因?yàn)椤熬G之隊(duì)”是以斯圖加特大學(xué)的名字開(kāi)頭的。你猜對(duì)了，E代表“電動(dòng)”?！?2”代表車(chē)輛的研發(fā)版本。大學(xué)生方程式比賽已經(jīng)舉辦很長(zhǎng)時(shí)間了。車(chē)隊(duì)并非專(zhuān)業(yè)車(chē)隊(duì)。在每年從9月開(kāi)始的設(shè)計(jì)和規(guī)劃階段，大學(xué)生們會(huì)聚在一起制造一輛全新的車(chē)輛?！爱?dāng)然，你也可以從上一代車(chē)型的經(jīng)驗(yàn)中獲得啟發(fā)”，負(fù)責(zé)底盤(pán)設(shè)計(jì)的金·鮑爾（Jan Bauer）解釋道。但是，禁止來(lái)自工業(yè)界的教授和工程師提供幫助與合作。

就像在賽車(chē)運(yùn)動(dòng)中一樣

這是一個(gè)跨學(xué)科的項(xiàng)目，可行的商業(yè)計(jì)劃和小批量生產(chǎn)的營(yíng)銷(xiāo)理念與技術(shù)開(kāi)發(fā)是并行的。他們展示的也是可進(jìn)行“激烈競(jìng)爭(zhēng)”的部分?？傮w而言，重要的是要在三個(gè)靜態(tài)和五個(gè)動(dòng)態(tài)比賽中獲得令人信服的成績(jī)。駕駛測(cè)試分為三個(gè)不同類(lèi)別：內(nèi)燃機(jī)的“燃燒”、純電力驅(qū)動(dòng)的“電動(dòng)”和“無(wú)人駕駛”，也就是自動(dòng)駕駛。

是的，你沒(méi)看錯(cuò)：這輛碳纖維硬殼式單座原型車(chē)在沒(méi)有駕駛員的情況下也可以快速行駛。當(dāng)然，只能在封閉的路線(xiàn)上，而且采用了激光雷達(dá)系統(tǒng)。具體地說(shuō)，這里是指“光探測(cè)和測(cè)距功能”，它是一種純粹使用激光進(jìn)行環(huán)境識(shí)別的功能，也可用于量產(chǎn)車(chē)輛，但大多情況下與攝像頭結(jié)合使用。這套技術(shù)設(shè)備隱藏在駕駛艙前的小盒子里。

“理論上，如果沒(méi)有55~85千克的駕駛員坐在車(chē)內(nèi)，這輛車(chē)甚至可以在賽道上跑得更快”，負(fù)責(zé)拍攝的馬蒂亞斯·波瑟（Matthias Poser）一邊開(kāi)玩笑，一邊在ams工作室穿上賽車(chē)服。

用肌肉力量代替電子力量

然而，為了讓電動(dòng)賽車(chē)在照相館中移動(dòng)，首先需要肌肉力量，四個(gè)大學(xué)生足以將其抬起：E0711-12僅重185千克。其中大約45千克是電池的重量，這是整個(gè)車(chē)輛最重的組件：來(lái)自中國(guó)制造商風(fēng)云電池的300個(gè)軟包電池，電池單價(jià)為33歐元，由斯圖加特車(chē)隊(duì)的大學(xué)生進(jìn)行質(zhì)量檢查、接線(xiàn)和組裝，但究竟如何組裝則是他們的秘密。事實(shí)上，該車(chē)隊(duì)并不直接隸屬于大學(xué)，而是一個(gè)注冊(cè)的協(xié)會(huì)，因此車(chē)隊(duì)需要獲得贊助、物質(zhì)上的支持以及合作，這一點(diǎn)從車(chē)身上不同贊助商的貼紙可以看出。如果你也想支持車(chē)隊(duì)，可以對(duì)車(chē)隊(duì)進(jìn)行資助(www.greenteam-stuttgart.de)。

接著讓我們說(shuō)說(shuō)令人興奮的600伏技術(shù)：電池容量為7.67千瓦時(shí)?！皬拈L(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，你不需要更大的容量”，馬蒂亞斯·波瑟說(shuō)，他也是這個(gè)大學(xué)生車(chē)隊(duì)的電池專(zhuān)家之一。22公里為短距離比賽項(xiàng)目。插電式混合動(dòng)力車(chē)的鋰離子電池也是自制的。但是它的電池組已經(jīng)和這輛整車(chē)一樣重了。原因之一是一般只采用風(fēng)冷電池，而不是通常的油冷電池。這減輕了車(chē)身重量，使車(chē)輛更容易維護(hù)，更不容易發(fā)生故障，當(dāng)然也更容易制造。因?yàn)榕c其他賽車(chē)一樣，賽車(chē)的一切都是自制的。

聽(tīng)起來(lái)好像是手工藝品？你在開(kāi)玩笑嗎！與技術(shù)相關(guān)的部件和底盤(pán)都是在電腦上作為3D模型創(chuàng)建的。此外，這里的一切都有一個(gè)目的：盡可能快速輕便。這輛不到3米長(zhǎng)、幾乎只有1.2米高的單座車(chē)主要由CFRP碳纖維制成?！拔覀冏约涸诤献骰锇榈母邷馗邏涸O(shè)備中生產(chǎn)碳纖維部件”，鮑爾自豪地說(shuō)。是的，這就是大學(xué)生們?cè)诋厴I(yè)后獲得實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)并增加自己工作市場(chǎng)價(jià)值的方式。由于很難一邊學(xué)習(xí)一邊完成這些工作，因此許多車(chē)隊(duì)成員需要為此申請(qǐng)額外的學(xué)期假。

與賽車(chē)運(yùn)動(dòng)中通常的考核方式不同，參賽者需要仔細(xì)研究數(shù)百頁(yè)的比賽規(guī)則。這些規(guī)則不僅對(duì)賽車(chē)的尺寸和設(shè)計(jì)有相關(guān)相求，而且還限制了賽車(chē)性能。車(chē)隊(duì)自主研發(fā)的4臺(tái)輪轂電機(jī)在21 000轉(zhuǎn)/分的情況下每臺(tái)只能產(chǎn)生理論上可能的40千瓦的功率，但是它們?cè)跍p速過(guò)程中可以全功率回收動(dòng)能。因此，車(chē)軸上類(lèi)似于自行車(chē)上的那種制動(dòng)盤(pán)就很少能發(fā)揮作用。

與內(nèi)部開(kāi)發(fā)的可提供1484?！っ紫到y(tǒng)扭矩的行星齒輪組（傳動(dòng)比為12.37 : 1)和水冷電動(dòng)機(jī)相比，控制車(chē)輛的軟件更重要。通過(guò)智能驅(qū)動(dòng)控制，包括對(duì)特定車(chē)輪的牽引力控制以及對(duì)整車(chē)的扭矩矢量控制可縮短加速時(shí)間，達(dá)成百公里加速僅為2.0秒，橫向加速度超過(guò)2g的驚人性能。