基于綠色新能源賽車制作及兩種動(dòng)力的研究

崔 幸

（北京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，北京 100070）

一、概述

隨著汽車保有量的不斷增加石油的存量在迅速減少，污染越來越嚴(yán)重，霧霾天氣越來越多。人們探索尋找新的能源能代替汽油作為動(dòng)力的汽車。為了減少污染降低排放改變?nèi)遮厫夯姝h(huán)境，政府提倡大力發(fā)展電動(dòng)汽車。因此北京奧運(yùn)城市體育文化節(jié)組委會在北京組織了第二屆奧運(yùn)城市體育文化節(jié)青少年綠色方程式新能源賽車競賽。綠色新能源大賽，旨在提高青少年的科技素養(yǎng)、團(tuán)隊(duì)精神以及環(huán)保意識。本文介紹了我們參加綠色新能源大賽時(shí)，制作綠色新能源電動(dòng)汽車、日后維護(hù)及賽車動(dòng)力的儲備的過程。同時(shí)進(jìn)行了賽車動(dòng)力改變的嘗試。通過組織學(xué)生參與汽車工程系二課堂的活動(dòng)，建立一個(gè)實(shí)驗(yàn)體系。其中包括賽車車身加工、外觀設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試、參加綠色新能源大賽、日常維護(hù)及兩種賽車動(dòng)力改變探索等實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的全過程。綠色新能源大賽用電動(dòng)汽車采用大賽組委會提供的圖紙和部分裝備，學(xué)生參加外形設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試。二課堂活動(dòng)及參加大賽實(shí)踐性較強(qiáng)。學(xué)生參加大賽期間了解更多電動(dòng)汽車的工作原理。使之加深印象，為將來適應(yīng)工作需要打好良好基礎(chǔ)。

二、綠色新能源大賽用電動(dòng)汽車外觀設(shè)計(jì)和參賽隊(duì)的確定

1 綠色新能源大賽用電動(dòng)汽車的外觀設(shè)計(jì)

我們把制作綠色新能源大賽用電動(dòng)汽車做為二課堂的一個(gè)教學(xué)項(xiàng)目、教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行外觀設(shè)計(jì)、部分零件加工和組裝。首先讓學(xué)生收集國內(nèi)外賽車圖案，確定外觀。選定使用材料鋁合金框架下端采用碳纖維前端上部采用薄鐵板加塑料裝飾件；后端、尾部、上部采用強(qiáng)度較硬鐵板及塑料裝飾件整體圖白色，貼有采標(biāo)，學(xué)院標(biāo)記。

2 綠色新能源大賽參賽隊(duì)的確定

按大賽要求我們把所有參加二課堂的學(xué)生經(jīng)過選拔分成兩隊(duì)。1隊(duì)為動(dòng)態(tài)組由5人組成，2隊(duì)為靜態(tài)組由10人組成。共計(jì)15人

（1）1隊(duì)為動(dòng)態(tài)組的人員組成和主要任務(wù)：

1）組成：2名正式車手，2名替補(bǔ)車手，1名綜合服務(wù)

2）主要任務(wù)：①能源消耗賽，賽車沿賽道跑10圈。按能耗高低排序，最低者獲勝。②直線滑行賽，斜坡直線滑行，偏差最小獲勝

（2）2隊(duì)為靜態(tài)組的人員組成和主要任務(wù)：

1）組成：10名參賽隊(duì)員，4名隊(duì)員參加車輪、制動(dòng)拆裝調(diào)試；4名隊(duì)員參加轉(zhuǎn)向拆裝調(diào)試；2名隊(duì)員參加座椅拆裝調(diào)試。

2）主要任務(wù)：10名參賽隊(duì)員，分別參加車輪、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、座椅的拆裝調(diào)試。最好最快者獲勝。

在競賽中我們參賽隊(duì)獲得了能源消耗賽第一名；直線滑行賽第三名；電動(dòng)車拆裝調(diào)試賽第六名的好成績。這些和隊(duì)員們刻苦鉆研是分不開。

圖1

三、日常維護(hù)及兩種賽車動(dòng)力改變探索

大賽過后，綠色新能源大賽用電動(dòng)汽車的日常維護(hù)提到日事議程。賽車的動(dòng)力是鋰電池，如果一段時(shí)間不動(dòng)，需要定期充電，我們的充電設(shè)備、充電程序、鋰電池都遇到了問題。首先充電程序電壓過低保護(hù)失效。鋰電池是48V20A一共5V 10組電池組最低電壓3V最高5V。其中有兩格低于3V。充電程序電壓過低保護(hù)失效沒有控制最低電壓。其次充電程序不在控制充電，充電設(shè)備也不在對鋰電池組進(jìn)行充電用，綠色新能源大賽用電動(dòng)汽車陷入無法使用的尷尬境地。

為此我和參與二課堂的學(xué)生一起進(jìn)行了兩種賽車動(dòng)力改變探索。我們采取兩條腿走路的方式：

1 第一種方式。我們廢棄了越來又大又笨的充電設(shè)備，采用社會上用的電動(dòng)自行車48V鋰電充電器對賽車鋰電池組進(jìn)行緩慢充電，大約充了8個(gè)小時(shí)從原來的不到20V充到60V左右。將鋰電池組裝車，同時(shí)把12V啟動(dòng)摩托電瓶換成鋰電電動(dòng)工具電池。一次試車成功，我們圍著校園跑了20多圈還有電這種方式實(shí)驗(yàn)成功。我們只花了幾十元，減少了充電程序費(fèi)、鋰電池組費(fèi)充電設(shè)備近2萬多元。

2 第二種方式。我們決定采用儲備動(dòng)力，使綠色新能源大賽用電動(dòng)汽車能夠在任何時(shí)間都能運(yùn)轉(zhuǎn)，維護(hù)費(fèi)用還少，我們準(zhǔn)備采用鉛酸電池組作為第二動(dòng)力。由于學(xué)院經(jīng)費(fèi)少，我們只花了7百多采購了一組“天能”48V鉛酸電池組，裝車運(yùn)轉(zhuǎn)一次成功。我們綠色新能源大賽用電動(dòng)汽車已經(jīng)有了兩套動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方式。

結(jié)語

基于綠色新能源賽車制作及兩種動(dòng)力的研究和二課堂的活動(dòng)，使綠色新能源大賽用電動(dòng)汽車兩種動(dòng)力制作獲得成功，解決了日常維修的困惑。同時(shí)學(xué)生在活動(dòng)中鞏固了所學(xué)的汽車電控方面的知識。又能在汽車外形設(shè)計(jì)、動(dòng)力改造得到鍛煉。我們在一系列實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)中達(dá)到教學(xué)目的。通過二課堂和大賽這個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺，使學(xué)生親身參加制作全過程思維能力和動(dòng)手能力都有了很大提高。同時(shí)為學(xué)院提供了用于汽車新能源教學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

綠色新能源大賽用電動(dòng)汽車兩種動(dòng)力的制作為學(xué)生提供了良好的教育平臺，培養(yǎng)了一批適應(yīng)社會、企業(yè)的有用人才。

[1]麻友良，嚴(yán)運(yùn)兵.電動(dòng)汽車概論[D].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012（01）.

[2]胡驊，宋慧.電動(dòng)汽車[D].北京：人民交通出版社，2006（10）.