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展現工程技術力 《清大賽車工廠》打造台灣首輛電動方程式賽車

2018年06月30日 發表

展現工程技術力 《清大賽車工廠》打造台灣首輛電動方程式賽車

圖片來源:King Autos

2017年5月,國王車訊曾經前往清華大學參加台灣「學生方程式」車隊之一《NTHU Racing - 清大賽車工廠》的新車發表會。當時僅成立不到兩年時日的這支學生車隊組織在經過了一年的醞釀以及前次參賽累積的經驗以後,就在今日又發表了2018年的新賽車,展現其不斷進步的工程技術力。

2018年對於這支學生車隊不僅是一個新的挑戰,同時也是該車隊的一個里程碑。因為這群學生不僅一次打造了「兩台」新賽車,其中一輛更是台灣首輛自行設計、製造的電動方程式賽車,讓人對於清大賽車工廠成員大步向前邁進的精神感到佩服。

▼清大賽車工廠團隊人數擴增至大約1.5倍,一舉發表兩輛學生方程式賽車

展現工程技術力 《清大賽車工廠》打造台灣首輛電動方程式賽車

圖片來源:King Autos

這群學生所打造的新賽車,可不像是汽車製造商的小改款,只需要用舊有的賽車進行修修改改就叫做新賽車。這次清大賽車工廠發表的內燃機賽車,從車架、懸吊、轉向系統、引擎管理單元都重新研發製作,電動賽車的電動系統更是耗時了約兩年的時間來研發、測試以及優化。而和去年的賽車最明顯的不同,就是車隊在多方分析過後,決定為今年的兩輛賽車加上了前翼以及尾翼等完整的空力設計,不但外型更具氣勢,更能夠在賽場當中發揮實質的空力作用,強化這兩輛賽車的競爭力。

動力系統

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圖片來源:King Autos

延續去年內燃機賽車的成功,今年清大賽車工廠的「油車」同樣使用來自於Kawasaki的ER6N引擎,但是在使用了新的全取代引擎管理單元以後,重新修正了供油曲線與時機,並且提升了這具引擎的效率。考量到參賽場地多為低速彎道的特性,車隊除了從軟體方面優化引擎,也重新設計排氣管來讓動力輸出呈現低轉高扭力的特性。

▼編號24號內燃機賽車展現直線加速性能

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圖片來源:King Autos

電動賽車的部分則是在分析比較了不同的馬達系統之後,選定馬力重量比最佳的Emrax 228電動馬達,至於電池模組則使用能量密度相當優秀的cLife 2295H4電池芯。不過,電動系統可不是找顆馬達接上電池就大功告成,車隊內部負責電動車開發的小組還自行研發了電能管理系統、動力控制系統以及安全斷電系統等所有電系組件,在沒有前例能夠學習的情況下,有如此成果實在值得讚賞。

另外,清大賽車工廠的團隊也表示,這次參賽結束以後他們將會釋出這輛電動賽車相關的研發資料做為開放資源,共享給未來其他有意開發電動學生方程式賽車的團隊,相當大器無私。

▼編號E15號的電動賽車展現直線加速性能

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圖片來源:King Autos

底盤車架

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圖片來源:King Autos

有了去年賽車所收集的數據、參賽經驗以及車手回饋,清大賽車工廠決定修改新賽車的底盤車架,透過不同鋼管材質的重新搭配使用,讓內燃機賽車的底盤鋼管車架從去年的41公斤降低至37公斤。至於電動賽車的車架,因為需要車體兩側承載電池模組,因此需要使用更多管材來強化結構,雖然重量因此達到48公斤,但是也讓抗扭剛性大幅提升。

懸吊及轉向系統

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圖片來源:King Autos

除了動力、車體的改良,這兩輛新賽車也在懸吊及轉向系統上進行了優化。首先,在內燃機賽車的部分清大賽車工廠首次嘗試碳纖維懸吊連桿的設計,以碳纖維管材搭配鋁合金支點來製成前後懸吊的A臂連桿,可惜由於碳纖維連桿的製作難度較高、耗時較長,因此沒能在今天的發表會當中見到實品。

▼編號24號的內燃機賽車將會使用碳纖維懸吊連桿,但是因為仍在製作當中,因此現場實車仍然暫時使用鈦合金材質的懸吊連桿

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圖片來源:King Autos

而懸吊幾何設定的部分,車隊決定將今年賽車的Caster角度從2.5度推進至4度以獲得更佳的動態Camber變化。這個做法與多數歐洲車廠如BMW、Mercedes-Benz等近年來新車懸吊幾何角度設定的趨勢不謀而合。轉向系統則是重新設計製作,除了將轉向機構輕量化之外,也調整了轉向幾何角度的設定。

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圖片來源:King Autos

空力設計

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圖片來源:King Autos

對於學生方程式不熟悉的人,如果看到這兩輛學生方程式賽車的空力套件,大概會覺得有些誇張。但是這些空力套件可不是裝飾品,而是經過了軟體模擬以及計算、有著實質效益的空力組件。清大賽車工廠今年的兩台賽車都採用了雙層鼻翼以及雙層尾翼的設計,透過流體力學軟體的模擬,找出了最佳的翼面角度以及位置。

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圖片來源:King Autos

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圖片來源:King Autos

除了上述的幾個項目之外,這支團隊實際上所投入的研發時間與精力並非三言兩語就能夠簡單敘述完畢。為了讓更多人深入了解這兩輛賽車的過人之處,接下來【國王車訊】也會針對清大賽車工廠今年的兩輛賽車進行專訪,請讀者耐心等待後續報導。

另外根據了解,NTHU Racing - 清大賽車工廠將會是今年唯一一支參與9月日本區學生方程式賽事的台灣車隊,也請讀者多加關注這群熱血、專業、努力不懈的年輕學子,為他們加油!

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NTHU Racing - 清大賽車工廠

-資料來自網路(KINGAUTOS)

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