论文部分内容阅读
去年10月一个温暖的早晨,在澳大利亚内陆深处,14名麻省理工学院的学生和校友上午6点就爬出了他们的睡袋,准备车队,进行又一天的艰苦驾驶,在护卫队的护送下,他们驶过一段平坦、笔直、炎热、灰尘弥漫的道路。领头的车辆迎着其他车流,形成了一个缓冲带,一辆货车断后以监测整个队伍的进程。
在这些普通的车辆中,一辆由一小队学生制造的未来派的车辆已经行驶了3000多千米,从达尔文(Darwin)到阿德莱德(Adelaide),这辆车仅由太阳提供能量。低矮的单座车看上去就像来自科幻小说中的幻想物,从车头到车尾都用反光的黑色光伏电池板覆盖——大约600块太阳能电池连接成6个阵列。在内部,坐在塑料泡沫状座舱罩下会使人想起喷气式战斗机,驾驶员要使车辆尽量保持理想的速度,这一速度是根据不断更新的对电池电力持续时间的估计基础上,由坐在跟随车中的小组计算得出的。虽然有压力,温度也高达110度F(约为43℃),但驾驶员每时每刻充满激情。
第11届小组成员马蒂·希克曼(Maddie Hickman)说:“每个夜晚你都要敲打着自己的头提醒自己, ‘我在澳大利亚中部疾驶太阳能车!’你无法想像怎样才能在那里结束。”车队通过了成群的鸸鹋和疾驶途中袋鼠的躲闪,度过了偏僻沙漠中寂静的深夜,陌生的恒星照亮的夜晚。
麻省理工学院太阳能电动车小组(solar Electric Vehicle Team,SEVT)的成员已经花了两年时间来设计、制造和测试,来赢得参加为期一周的2009年世界太阳能车挑战赛(2009World Solar Challenge)的资格,这一赛事是世界上最长的太阳能车比赛。在这些与世隔绝的道路上,他们对取名为 Eleanor(这个名字来自于电影《极速60秒》(Gone in 60 Seconds))的车辆的每个细节都非常熟悉,这有助于他们到达终点。超过一半的队伍没能达到终点。
规则规定队伍只能从上午8点行驶到下午5点。但他们可以早点为电池充电,所以每个队伍都伴随着太阳升起起床,整理太阳能电池板。希克曼说:“上午8点,我们跳上车即刻出发。”到了下午5点,他们重新安排电池组,以尽可能地吸收太阳下山前的太阳光。
2009年,麻省理工学院代表队是唯一两个自己设计并制造电动控制器(太阳能电池和车辆电池组之间的接口)的队伍之一。太阳能电池捕获的能量随着白昼的时间、太阳光的角度和云层覆盖量的变化而变化。控制器追踪电池的输出量以及电池的充电水平,使储存在电池中的能量最大化,而又不会过充电。05届毕业生、07届工程硕士罗伯特·匹拉瓦(Robert Pilawa)是控制器设计者,并且监督其中14项零件(6个用于车内,再加上8个备用)的制造,这个定制部件有助于汽车更有效地捕获太阳能。他表示,麻省理工学院制造的控制器的整体效率为98.5%,一个标准的商用控制器更重,而只有90%~95%的效率。虽然这听上去不是一个很大改进,但整个队伍计算出,该控制器可以将总共的时间削减30~40分钟。在比赛中,就算是几分钟也将意味着第一名和第二名间的不同。
这个定制的控制器在第三天赛程结束时证明了其重要性。匹拉瓦说: “我们的电池组完全没电了。”在这天的比赛结束前还有两个小时的日照时间,但由于电量太低,激活控制器的继电器无法打开,所以它们无法进行充电。又一次,他们即兴发挥: “设计电池组的一个人和我逐个地把热线搭接起来绕过继电器。仅仅用了几秒钟时间就足以马上启动控制器。”他表示,一个商用控制器在这个能量下也许无法熬过这个峰值,但他们安然地脱险了。
麻省理工学院的太阳能电动车小组是由89届的詹姆斯·沃登(James Worden)在1986年参加了Swiss Tour de Sol(全球第一个太阳能汽车公路赛)之后创立的,这个比赛被认为是世界一卜最悠久的此类赛事。刚进入麻省理工学院读书时,沃登用他自己在高中时候做的电动车作为阿灵顿(Arlington)开往校园的通勤车。他和他的妻子阿妮塔·拉詹·沃登(Anita Rajan Worden) (90届校友)接着创立了一家名为Solectria的太阳能车公司。太阳能电动车小组已经参加了澳大利亚10场世界太阳能挑战赛中的6场,2010年的排名是有史以来最好的:在39支注册队伍中,有32支队伍真正参赛,他们是14支完成比赛的队伍之一,在分类(使用硅太阳能电池板)比赛中获得第二名,总排名第六。其形状使它的风阻系数仅为0.11(一般车辆的系数为0.24~0.5),虽然在比赛中,这支队伍通过把速度限制在平均55英里/小时(约88.5千米/小时)来节约能量,但它的速度可以达到90英里/小时(约144.8千米/小时)。
虽然20多年后,太阳能汽车甚至没有接近商业可行性,但小组成员克里斯·潘塔考弗(Chris Pentacoff)仍然相信,研发这种技术值得努力。他说:“即使太阳能车辆是不可行的,其中的许多部件也是可用的。这是一个伟大的试验台,并且这项技术也可以应用于许多别的领域。”设计用于太阳能车的电池管理系统和功率追踪器已经可以改造应用于其他领域,包括对固定太阳能电池阵系统的控制。
这也是极好的经厩使团队成员亲身体验并吸取关于设计、制造、即兴发挥和对各种材料的处理方面的经验,比如他们用于制造汽车光滑轻巧车身的复合材料。他们在忙碌中组织和筹集资金方面得到锻炼。潘塔考弗说: “我通过太阳能车所学到的东西比我在许多课上学到的还多。它教会我东西是如何制造出来的,如何使其更便宜更简单。你的材料有限,而你必须弄明白要如何做出来。这其中就产生了许多创造力和聪明才智。”
当然了,它在团队成员问建立了强大的联系,他们在到达阿德莱德的维多利亚广场(Victoria Square)的终点线时跳进…个公共喷泉来庆祝。希克曼说:“呆在澳大利亚内陆地区,你和团队的关系变得更紧密了。”
但首要的是,从零开始设计和制造一辆汽车并对其进行测试是一种令人兴奋的经历。
在这些普通的车辆中,一辆由一小队学生制造的未来派的车辆已经行驶了3000多千米,从达尔文(Darwin)到阿德莱德(Adelaide),这辆车仅由太阳提供能量。低矮的单座车看上去就像来自科幻小说中的幻想物,从车头到车尾都用反光的黑色光伏电池板覆盖——大约600块太阳能电池连接成6个阵列。在内部,坐在塑料泡沫状座舱罩下会使人想起喷气式战斗机,驾驶员要使车辆尽量保持理想的速度,这一速度是根据不断更新的对电池电力持续时间的估计基础上,由坐在跟随车中的小组计算得出的。虽然有压力,温度也高达110度F(约为43℃),但驾驶员每时每刻充满激情。
第11届小组成员马蒂·希克曼(Maddie Hickman)说:“每个夜晚你都要敲打着自己的头提醒自己, ‘我在澳大利亚中部疾驶太阳能车!’你无法想像怎样才能在那里结束。”车队通过了成群的鸸鹋和疾驶途中袋鼠的躲闪,度过了偏僻沙漠中寂静的深夜,陌生的恒星照亮的夜晚。
麻省理工学院太阳能电动车小组(solar Electric Vehicle Team,SEVT)的成员已经花了两年时间来设计、制造和测试,来赢得参加为期一周的2009年世界太阳能车挑战赛(2009World Solar Challenge)的资格,这一赛事是世界上最长的太阳能车比赛。在这些与世隔绝的道路上,他们对取名为 Eleanor(这个名字来自于电影《极速60秒》(Gone in 60 Seconds))的车辆的每个细节都非常熟悉,这有助于他们到达终点。超过一半的队伍没能达到终点。
规则规定队伍只能从上午8点行驶到下午5点。但他们可以早点为电池充电,所以每个队伍都伴随着太阳升起起床,整理太阳能电池板。希克曼说:“上午8点,我们跳上车即刻出发。”到了下午5点,他们重新安排电池组,以尽可能地吸收太阳下山前的太阳光。
2009年,麻省理工学院代表队是唯一两个自己设计并制造电动控制器(太阳能电池和车辆电池组之间的接口)的队伍之一。太阳能电池捕获的能量随着白昼的时间、太阳光的角度和云层覆盖量的变化而变化。控制器追踪电池的输出量以及电池的充电水平,使储存在电池中的能量最大化,而又不会过充电。05届毕业生、07届工程硕士罗伯特·匹拉瓦(Robert Pilawa)是控制器设计者,并且监督其中14项零件(6个用于车内,再加上8个备用)的制造,这个定制部件有助于汽车更有效地捕获太阳能。他表示,麻省理工学院制造的控制器的整体效率为98.5%,一个标准的商用控制器更重,而只有90%~95%的效率。虽然这听上去不是一个很大改进,但整个队伍计算出,该控制器可以将总共的时间削减30~40分钟。在比赛中,就算是几分钟也将意味着第一名和第二名间的不同。
这个定制的控制器在第三天赛程结束时证明了其重要性。匹拉瓦说: “我们的电池组完全没电了。”在这天的比赛结束前还有两个小时的日照时间,但由于电量太低,激活控制器的继电器无法打开,所以它们无法进行充电。又一次,他们即兴发挥: “设计电池组的一个人和我逐个地把热线搭接起来绕过继电器。仅仅用了几秒钟时间就足以马上启动控制器。”他表示,一个商用控制器在这个能量下也许无法熬过这个峰值,但他们安然地脱险了。
麻省理工学院的太阳能电动车小组是由89届的詹姆斯·沃登(James Worden)在1986年参加了Swiss Tour de Sol(全球第一个太阳能汽车公路赛)之后创立的,这个比赛被认为是世界一卜最悠久的此类赛事。刚进入麻省理工学院读书时,沃登用他自己在高中时候做的电动车作为阿灵顿(Arlington)开往校园的通勤车。他和他的妻子阿妮塔·拉詹·沃登(Anita Rajan Worden) (90届校友)接着创立了一家名为Solectria的太阳能车公司。太阳能电动车小组已经参加了澳大利亚10场世界太阳能挑战赛中的6场,2010年的排名是有史以来最好的:在39支注册队伍中,有32支队伍真正参赛,他们是14支完成比赛的队伍之一,在分类(使用硅太阳能电池板)比赛中获得第二名,总排名第六。其形状使它的风阻系数仅为0.11(一般车辆的系数为0.24~0.5),虽然在比赛中,这支队伍通过把速度限制在平均55英里/小时(约88.5千米/小时)来节约能量,但它的速度可以达到90英里/小时(约144.8千米/小时)。
虽然20多年后,太阳能汽车甚至没有接近商业可行性,但小组成员克里斯·潘塔考弗(Chris Pentacoff)仍然相信,研发这种技术值得努力。他说:“即使太阳能车辆是不可行的,其中的许多部件也是可用的。这是一个伟大的试验台,并且这项技术也可以应用于许多别的领域。”设计用于太阳能车的电池管理系统和功率追踪器已经可以改造应用于其他领域,包括对固定太阳能电池阵系统的控制。
这也是极好的经厩使团队成员亲身体验并吸取关于设计、制造、即兴发挥和对各种材料的处理方面的经验,比如他们用于制造汽车光滑轻巧车身的复合材料。他们在忙碌中组织和筹集资金方面得到锻炼。潘塔考弗说: “我通过太阳能车所学到的东西比我在许多课上学到的还多。它教会我东西是如何制造出来的,如何使其更便宜更简单。你的材料有限,而你必须弄明白要如何做出来。这其中就产生了许多创造力和聪明才智。”
当然了,它在团队成员问建立了强大的联系,他们在到达阿德莱德的维多利亚广场(Victoria Square)的终点线时跳进…个公共喷泉来庆祝。希克曼说:“呆在澳大利亚内陆地区,你和团队的关系变得更紧密了。”
但首要的是,从零开始设计和制造一辆汽车并对其进行测试是一种令人兴奋的经历。