怎樣看待近日新聞「1度電跑1232km,全球最高效電動汽車誕生」?

這樣高效率的電動車是如何做到的?這類節能技術在應用中價值如何?

有知友建議修改問題,覺得改得很好,不過他自己又撤回了。還是放上來,算是致敬吧:-D
(此處原有截圖,已刪)

8月4日補充 》》》

1 應知友要求,截圖刪掉。

2 回答越來越多,越來越精彩,行內人士現身作答,令人獲益匪淺!


應該是真的。答主正是這種比賽某大學賽車隊的隊員。有興趣的可以搜「殼牌生態馬拉松」「本田中國節能競技大賽」。

可以告訴大家燃油組的世界記錄是一升油行駛超3000公里,是的,是3000,我沒有打多一個零。去年我們車隊實現的是一升油行駛1208公里。

每個不同賽區的規則和賽道狀況有些不同,基本都是要求在賽道上跑一定圈數,計算消耗的燃油,然後換算成每升油行駛的公里數。或者用一定容量的電池,計算行駛的總距離,再換算,需要注意的是,無論燃油還是電,整個過程平均時速要在 25km 每小時以上。

實際上這類比賽並不會像各位想的會一直開著發動機或者電機行駛,這樣可能三百公里都跑不了。一般要根據賽道狀況制定嚴格的行駛策略,然後在規定的點啟動發動機加速到一定速度之後關閉發動機,用動能滑行大部分距離,因為滑行的不確定性,要保證全程平均時速在25以上,也不至於速度太高浪費能量,嚴格地根據賽道制定與執行行駛策略是肥腸重要的。規定時間沒賽車沒衝過終點,成績無效,要是速度慢了,或者你自己沒把握,可以多點一次火加速,當然,多點一次火成績差距就降低100+。(整個比賽跑四圈,好的車隊點13到1次火)不僅要求策略精確,執行完美,還要良好的心理素質,


所以,這樣的行駛帶來的問題就是,賽車必須要有極小的滑行阻力,包括輪胎滾動阻力,傳動系阻力,空氣阻力等。這樣不進要求輕量化,還要求車輛行駛系製造精度極高,優化的空氣動力學設計也是必要的,(我們去年的賽車的風阻係數不到0.1)。車身採用全碳纖維製造,嗯,是自己製造,,自己動手鋪的。 整車加上駕駛員也不超過100公斤。

我們參加的是本田中國節能競技大賽,自07年以來已經十屆了,賽事與國際的殼牌賽規則不同,我們必須使用本田提供的125cc摩托車發動機參賽,自行改裝。其中涉及到的東西還是非常多的每個車隊都不同而且都是機密。至於傳動等,由於要求超高的傳動效率和輕量化要求,技術含量也不低。不同賽事的規則也不同,殼牌賽不限定發動機,殼牌歐洲可以用燃料電池。

經過發動機的改裝,底盤的優化以及空氣動力學的設計,加上良好駕駛策略的制定。去年我們在賽場,肇慶的廣東國際賽車場,(有直道,彎道,上下坡等路況),2.5公里的賽道,我們可以點火三次,每次發動機工作十秒以內,然後滑完2.5公里,並且能保證平均時速在25公里以上。

比賽正賽是四圈,總共超十公里,我們總共消耗大約8.6ml燃油(不是很記得),換算成一升油是1208公里。

這個成績是經過認證的真實有效的成績。

在高鐵上沒找到圖,先貼一張,右邊的大紅色賽車就是我們去年的電車。

有人看再補圖。

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其實我們已經連續三年報名殼牌亞洲賽了,第一年在馬來西亞雪邦,車都運到了,結果賽場大火,比賽取消了,後面兩年由於比賽地點在菲律賓,因為一些眾所周知的政治和安全的原因,也沒去成。。

不說傷心事了,補一點圖。。

這個是14年的燃油車在比賽中

這是去掉碳纖維車身以後的樣子,輪胎平時用的自行車胎,比賽換專用胎,一千多一條 *罒▽罒*

14年賽後合影,那年爆發加走運拿了亞軍(~???)~

和清華的合影

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知乎小透明看到這麼多贊受寵若驚
再隨便補些圖吧

熱身賽時候在車上加的gopro拍攝的畫面,當然正賽是不能加的,風阻太大


這輛車大名叫eLi14,來自於慕尼黑工業大學的TUfast Eco Team,1度電1232km也是在殼牌節能馬拉松大賽規則下取得的貨真價實的成績(TUfast Eco
Team官方關於世界紀錄的新聞稿:TUfast Eco Team)。然而這是一輛電動原型賽車在限定比賽規則下取得的成績,也就是說這輛車在道路上做不到1度電1232km,但是它仍然是一輛非常優秀的賽車

首先,簡單解釋一下1232km/kWh是怎麼算出來的。這個成績是在殼牌節能馬拉松大賽(Shell
Eco-marathon:Shell Eco-marathon)的規則下取得的。那麼殼牌節能馬拉松大賽究竟是何方神聖呢?不同於方程式比賽的競速,殼牌節能馬拉松大賽是在限定的距離內比較參賽隊伍的耗電量,就是說比一比誰更節能,國內類似的比賽有本田組織的節能車大賽。殼牌節能馬拉松大賽電動車組別的賽道上賽規則,除了車檢及技術文檔的要求,主要有以下幾點:

  • 參賽車輛的必須在43分鐘內完成8圈(17.920km),才可以被認定為有效成績,平均速度不得低於25km/h;
  • 最高車速不得高於60km/h;
  • 每支隊伍有四次比賽機會,記最佳成績為比賽成績,每次比賽機會即在43分鐘內完成8圈;
  • 電耗使用電量計記錄,最終比較的是在相同比賽距離(17.920km)下的耗電量。

eLi14這輛賽車在殼牌比賽規則下進行了測試,在第二次測試實際取得的成績是81.16
Wh/100k,就是每100公里消耗的電量為81.16Wh。即1232km/kWh,獲得了最高效電動汽車的世界紀錄。


TUfast是一隻很強的隊伍,主要贊助商是奧迪,在2014年、2015年、2016年的殼牌節能馬拉松大賽歐洲賽種分別取得了418.9km/kWh,第17名;861.1km/kWh,第一名;634.7km/kWh,第三名的出色成績。而這一輛破紀錄的賽車,來自於2014年賽車的改造升級。國內最出色的電動節能賽車隊來自於北京理工大學的BIT
Econopower Club,2016年亞洲賽成績為442.3km/kWh,亞洲第二,清華大學的紫荊花節能車隊也曾經獲得亞洲第四的成績。


簡單聊一聊這輛車用到的技術。這輛車是一支學生興趣團隊的成果,優化目標是在相同的距離下達到更低的電耗,其中的限制條件主要是學生的人力與精力以及贊助商提供的支持力度。這輛車主要涉及的技術要點包括:

  • 空氣動力學設計,更小的風阻係數意味著更小的空氣阻力;
  • 輕量化,足夠強度的前提下,更輕的車身與底盤(以及車手體重)有助於減小道路阻力;
  • 輪胎性能,與摩擦阻力相關;
  • 高效的齒輪組與超低摩擦的輪系軸承,減小機械損失;
  • 高功率密度的電動機,eLi14使用了銀導線,並優化設計了轉子永磁體位置;
  • 優化的控制邏輯,在賽道的不同賽段進行不同的加/減/勻速策略,部分賽段要採取滑行策略。

最後多說一句題外話,TUfast為什麼會選擇2014年的賽車來創造世界紀錄?原因是情懷!2014年的比賽中,這輛車被賦予了極高的期望,但由於技術原因,在正賽的4次機會中僅有一次完成了比賽,最終落到了第17名……TUfast的隊員們為了給eLi14正名,毅然決定用一輛曾經沒有完整完成比賽的賽車來打破世界紀錄。

附1:Shell
Eco-marathon 2016比賽規則:

比賽規則第一部分:http://www.shell.com/energy-and-innovation/shell-ecomarathon/for-participants/rules-and-competition-overview/_jcr_content/par/textimage.stream/1446710609481/d8693d7d3c36e6a4836cb57274c0fdf09a489b60da03734e2f7311cc153f094a/sem-2016-global-rules-chapter1-010715.pdf

比賽規則第二部分:http://www.shell.com/energy-and-innovation/shell-ecomarathon/europe/for-europe-participants/important-information/_jcr_content/par/textimage.stream/1454069833633/eccfe7da2bb4e9fc8dd10724927188d5aed6d376e63305524d7692a0b9c382b2/sem-europe-chapter-2-rules-280216.pdf

比賽規則第三部分:http://www.shell.com/energy-and-innovation/shell-ecomarathon/drivers-world-championship/_jcr_content/par/textimage_2008110034.stream/1458597122659/4d9e8711f04ee6d6e69af0d3a66916cf0974459d9551f67d4520d406a1a3a6a2/sem-2016-dwc-chapter-rules.pdf

附2:Shell Eco-marathon
Europe比賽成績

2014年電動原型車組比賽成績:http://www.shell.com/energy-and-innovation/shell-ecomarathon/europe/results-and-awards/_jcr_content/par/tabbedcontent/tab_432616737/textimage.stream/1447072217857/13df173fe2a2b12f02f061ad25ecbf224f9ee0497644787aa21cc5161f580fbc/sem-europe-2014-results-prototype-battery-electric-220514.pdf

2015年電動原型車組比賽成績:http://www.shell.com/energy-and-innovation/shell-ecomarathon/europe/results-and-awards/_jcr_content/par/tabbedcontent/tab_2043276118/textimage.stream/1447072216908/2628b56fd181c74c3c3d52e2f242112fb2df09869d49a7c48370e819bbe3a37c/sem-europe-2015-results-prototype-battery-electric-020615.pdf

2016年電動原型車組比賽成績:http://www.shell.com/energy-and-innovation/shell-ecomarathon/europe/results-and-awards/_jcr_content/par/tabbedcontent_1113690706/tab_2043276118/textimage.stream/1468290305049/cf6987a9ff56d2f92d15d69f5a210fed224df8b5ab2eb901ad132ea1202e9df0/sem-europe-2016-prototype-results-battery-electric.pdf


@姚昌晟已經寫得很全面啦,我稍微補充一點eLi14這輛車的情況
對這條新聞很感興趣,去網上找到了這個車隊的主頁: TUfast Eco Team
這輛車長下面這個樣子

看了一下車輛的基本情況:
採用碳纖維製造,總重量小於30kg,設計車速30kph,採用了額定功率140W的電機驅動,用鋰電池存儲能量,用太陽能板輔助提供能量。
做個對比,一個普通的1:10的RC賽車的電機至少1000W...所以這輛車就是針對特定的某一個勻速工況設計的車輛,所應用的技術大多數都是現有的技術手段,並不是什麼黑科技。這些技術也許現在還沒辦法應用在普通的家用車輛上,但是通過這種活動積累的一些技術手段在未來也許會有所應用,更重要的是,通過這種活動能培養出很多有想法,懂理論,能動手的工程師。


本田節能競技大賽,用了一個摩托車發動機,各自組隊參賽,1L汽油的行駛里程的記錄是3435km。我沒記錯的話應該是泰國的記錄。我國的記錄是2400公里左右。

然 並 卵。


作為Shell Eco Marathon曾經的參賽者來吹一下這個比賽。
我是新加坡南洋理工大學Nanyang Venture III隊員,2010年我們十個同學在學校的經濟支持下。用了一個學期的課餘時間製作了這輛車,2010年在雪邦賽道獲得太陽能組冠軍,2012年接手的後輩將Nanyang Venture III改製為全電力車,參加了新聞中這個組別的比賽,成績為522KM/KWh。(比TUfast 2014年的成績要好哈哈哈哈~)
放一個隊員和車的圖

正如大家看到的,為了取得更低的風阻,車必須選用低矮的卧姿駕駛。在車輛進入賽道前,必須完成組委會設定的一系列車檢,安全達標,這些測試包括車輛必須有合理的轉彎半徑,能靈活的穿越一組S完障礙,駕駛員需要有足夠的可視角度,車輛內必須有高於駕駛員的放滾桿,必須有安全帶,駕駛員和機動機構之間必須有合理的防火分隔等等。另外為了保證比賽的公平性,駕駛員也要符合一定的體重標準。(具體是多少我年紀大了記不清了。)我們的車如果合上蓋子的話,車內空間剛夠我們個子最小的兩個隊員駕駛,不合蓋子的話我185也是可以曲著腳駕駛的(測試的時候就在校內默默開過)
和歐洲的隊伍相比,亞洲區這個比賽一直成績都不太好,我們參加這個比賽更多的是玩票性質的。當然啦,雖然是玩票,學校也是砸了不少錢的,據說整個Nanyang Venture項目有一百萬新幣的fund,不知道我們得獎以後有沒有追加。這個車其實技術含量並不高,基本上就是我們自己一點點攢起來的,教授只指導我們需要進行哪些部分的工作。
外觀設計方面:可以看到我們的車和eLi14的結構基本是一樣的,基本上這個設計也是現在賽場上能看到的主流了。這個外觀是我們來自Aerospace學院的隊員,只做了計算機驗證,沒有下風洞。車身後來使用的碳纖維蜂巢結構,是在新加坡東邊的一個小船廠里製作的。
太陽能板:參加太陽能組最重要的標準就是相同時間內,太陽能板收穫的能量需要大於車輛消耗的能量。所以太陽能板其實是車上最昂貴的部分。整車所有衛星級太陽能板,散裝購自美國,然後由我們隊員自己封裝,測試。
電源管理:用的自己學校設計的板子,好像是前幾代車用剩下來的。沒能用上銀導線,還是沒有歐洲隊伍兇殘呀~
車身結構:全部來自我們自己的設計和製造,我們自己有一間實驗室,裡面有小型車銑鑽床,電焊設備等等。連車內的結構管都是我們自己對照圖紙彎出來的。天天在實驗室鋸磨有沒有。。。
電池:那時候特斯拉還沒火,我們已經嘗試用一樣的松下18650了。但是後來18650方案被擱置了,從別的車拆了一個現成的電池組過來。
馬達:別的隊員買的,我不知道細節,我們買了好幾個,測試的時候有一個日本電機特別牛,後來因為需要傳動被捨棄了。回到題主的問題,這樣高效率的電動車是如何做到的?
很簡單,開源節流。提高能源收穫效率,降低風阻,內阻,摩擦阻力,和可能的各種阻力咯。比如當時我們就曾經考慮使用陶瓷軸承來取得更低的摩擦阻力。
這類節能技術在應用中價值如何?
其實像我們這樣不觸動底層技術的玩票,玩的價值要遠遠高於應用價值。但這個比賽提供了一個很好的平台讓本科生去實踐課本上的各種知識,其覆蓋性又遠遠高於工作實踐。還有,既然底層技術才是取得突破性成就的可能,這個平台其實也提供了一個新技術應用和實踐的機會。在這個平台上取得的一大進步,比如降低油耗20%,其實際應用意義折射在一輛商用車上可能小的微不起眼,只有0.5%,但是這個意義如果反映在所有商用車上的話,那麼它將取得的效果對整個人類來說反而可能是非常巨大的。


那是一個汽車廠贊助的全球最節能電動車大賽冠軍的成績,碳纖維車身最大限度的減重(降低滾動摩擦阻力),人躺在裡面駕駛最大限度的減少車身橫截面積加上流線型設計(最大限度降低風阻),成績當然是在十分平整的賽道上取得的,這是日常開車中不可能達到情況。
看似沒有意義,其實電池、電機的效率的提升也能大幅延長續航,其中部分技術的改進對於延長現有電動車的續航也有一定的意義,就像F1之於跑車。


我只認以下指標:
每度電每噸車重行駛公里數
每升燃油每噸車重行駛公里數


我還在學校的時候參加過類似的節油比賽 (Shell Eco Marathon) 當時在馬來西亞雪邦賽道舉行 參賽的是亞洲地區的大學車隊 車輛由學生設計製造 國內當時有同濟 清華 北理工來參加。一度電行駛上千公里是計算值。比賽是讓車輛在賽道跑幾圈看消耗了多少電能來計算出一度電能跑多遠。但是我想說的是 這樣的比賽得到的油耗沒有什麼必要去和量產汽車比較,因為完全不在一個級別

第一 比賽車輛沒有任何多餘車載設備 只有行駛必須的系統

第二 比賽車輛會採用極端的輕量化設計 而忽略安全設計(當然 基本的安全是有保障的 這裡是指上公共道路的安全級別)我們當時那輛比賽車整個車身 底盤 輪轂 都是碳纖維的 但非常的薄 沒有任何量產車的安全設計

第三 比賽車輛會為空氣動力設計直接忽略人機工程設計,駕駛員直接是躺在車裡。

所以去拿這樣一輛車取得的油耗 去和量產車做比較 是沒有什麼意義的


能量守恆嗎?


我只想說,科技的進步,正是建立在這些看似毫無意義的嘗試之上。噴子們,你行你上。


給我個真空中的球形車,1J能量就夠我開出宇宙了。

講真,這只是記者一貫搞大新聞的標題風格,看看就好了,這個比賽無論是從環境還是從設備上說,和實際都差太遠了,實用性感覺也不大,真要是想搞節能車比賽,應該限制最低重量,規定車的框架,全部都能定製了,這和真空中的球形雞有啥區別?所以就當它是個比賽而已,別當成未來個人車的技術模型


題主知道帆船嘛?


現在我已經有了每天只花一度電的空調,充電五分鐘通話兩小時的手機,再加上這輛車,我覺得南孚該做點什麼了


這種問題還需要去問么。。。一度電是3600000J,忽略動能,根據w=fs,可知,摩擦力只有2.92N。。。。。這還是忽略了電機和傳動損耗的情況。。


要是全是下坡還是有可能的,不過那樣的話剎車片估計早熱衰退了


這又有什麼意義呢?能作為日常生活用車?要說因此產生了什麼新的工程技術,呵呵,還真沒看出來。有這閑工夫,把電池組的BMS演算法研究透再實用化吧。


初中物理課本不有一句話叫做「在理想條件下」么


裡面有空調嗎?


根據牛頓的定律,光滑平面上,只要給趨近無窮小的電就能永動了 。
這條定律在現實情況下也沒任何意義,你無法找到這個光滑的平面。
但是呢,之後的物理學都或多或少的與這個有關。
所以呢,科研這種事,一直就不是為了讓你生活能怎樣怎樣改變而存在的。能改變你生活的,只能是對科研成果的商用民用化。
因此,對於問的問題呢,只能說,它促進了科研的進步,可能會改變或創造什麼。其他具體的,還很遠。


假設是理想狀況下的質點運動
一度電為3600000焦耳
1焦耳為1牛頓·米
跑1200000米的時候
簡單的算術可以計算出力為3牛頓

應該誇獎工藝水平的不僅僅是車輛本身,還有路面……這摩擦係數一定非常小


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