2009年11月9日 星期一

日本東海大學贏得澳洲太陽能車競賽





 


來自日經的報導,原文網址如下:


 


http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20091104/177281/?ST=PV


 


http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20091104/177282/?ref=ML


 


 


日本東海大學贏得澳洲太陽能車競賽總冠軍


 





2009/11/04 18:00


達彥日經Automotive Technology




圖一 參賽的13位學生優勝報告會合照


 日本東海大學於2009114日發表了該大學於1025日開始的世界最大等級的澳洲綠色環境車競賽「Global Green Challenge」的太陽能車競賽類中獲得總冠軍。東海大學參加的是2007年新增的「Challenge Class」級比賽,而符合2005年以前車輛規格的「Adventure Class」級比賽中,則是由大阪產業大學的「OSU Model S’」以34小時45分拿到第一名。


 此競賽要從達爾文(Darwin)開到阿德雷得(Adelaide),全程橫跨澳洲南北共3000公里左右,由抵達時間最快的隊伍贏得冠軍。而東海大學隊使用的車輛「Tokai Challenger」雖然在預賽中只獲得第四名,但在全程沒有發生故障下持續前進,最後花了四天到達阿德雷得。行走時間為29小時49分鐘,平均速度為100.54km/h。而過去在此比賽中四連霸的荷蘭Nuon Solar Team隊之「Nuna V」則是花了32小時38分鐘獲得第二名,而美國的University of Michigan Solar Team隊之「Infinium」則是以33小時8分鐘獲得第三名。


 東海大學工學部電器電子工學系教授的木村英樹先生隊獲勝發表感想:「能夠獲得總冠軍的關鍵是:Sharp提供了輸出功率為頂尖水準的太陽能電池、使用了參加車輛中最輕的CFRP製車體、裝有高效率的驅動系統與競賽過程中幾乎沒有故障」。


 東海大學使用的太陽能電池是太空船用的30%高轉化效率模組,其大小為6 m2。其輸出功率約為1.8kW,而因為沒有限制馬達輸出功率的關係,所以只要太陽能電池的輸出功率夠大的話,就可以用高功率的馬達。此次使用的馬達是Mitsuba、日本Chemi-con JTEKT等三家公司所共同開發的DC無刷式輪內馬達(In Wheel Motor)。其特徵就是沒有減速機構而直接驅動輪子轉動,並且使用了非結晶型的電磁鋼板來降低鐵損耗,所以在很寬的轉頻範圍下擁有很高的效率。其額定輸出功率為2kW,最大效率為97%,最高轉速約為1300rpm


 太陽能車在行走前後要對鋰離子式的充電電池充電,早上和傍晚時是藉由太陽能電池與鋰離子電池同時供電來行走,而在正午階段太陽最大的時候,則可以一面行走一面對鋰離子電池充電。東海大學搭載的鋰離子電池是Panasonic製的,容量為5.6kWh、重量25公斤。此充電電池充滿電時,可以使用三小時,並在100km/h的速度下行走300公里左右。


 Tokai Challenger是前方二輪、後方一輪的設計,由後輪來驅動。雖然前輪就有操舵機構,但為了減低行走時的風阻而使設在角落端的前輪切角變小,所以後輪也裝有操舵機構。


 車體是使用GH Craft公司贊助的CFRP(碳纖維強化強化塑膠)材料,其質量為160公斤。為了能夠吸收各個駕駛的體重差異,當駕駛體重較輕時,就必須加重物配重到80公斤。輪胎則是使用法國米其林(Michelin)公司的16吋輪胎,然後和GH Craft公司的CFRP製內輪組合在一起。


 東海大學的校友篠塚建次郎也參加了這次的駕駛團,他說:「到參加比賽前還有很多故障問題,導致所有的工程進度落後;但到了正式比賽時除了第四天的爆胎外,幾乎都沒有故障。這樣奇蹟似的獲勝,可以說是給從八月開始就幾乎是熬夜狀態作準備的學生們最好的褒獎。


 而擔任隊長的學生竹內豪被問到對未來的抱負時,說:「明年的國際大賽是在南非與北美,但今天才剛回國所以還沒有想太多。接下來我會和隊員們討論後再決定下一個目標。




圖二Tokai Challenger


 




圖三 使用高效率馬達,並且為了能使太陽能電池輸出的電力利用效率變高而裝載了DC-DC Converter (MPPT)


 


 




圖四 搭載了Panasonic製的鋰離子充電電池


 


 


太陽能車競賽冠軍的日本東海大學獲勝感言:「SHARP的太陽能電池貢獻良多」


 


2009/11/04 18:53


河合基伸 =日經微裝置


 




在澳洲道路上行走的日本東海大學太陽能車


 




行走資料的速報值


 




最終排名


 「這次能夠獲勝,Sharp製的太陽能電池幫助非常大」(東海大學感想)。在太陽能車競賽「Global Green Challenge」的優勝報告會上,東海大學的相關人員反覆提到了Sharp製太陽能電池的貢獻。


 


 對此,Sharp公司也發表了評論:「這次的比賽是第一次正式把太空船用的太陽能電池用在地面上。今後我們會根據東海大學所提供的各項數據,作更進一步的技術開發。另外,我們也希望能對太陽能車時代的實現繼續貢獻心力。如果再加上對其特性、材料的採購、再生利用等展望,未來很有可能全面使用在地面上」(Sharp 代表取締役 副社長濱野稔重先生)。


 東海大學的太陽能車「Tokai Challenger」所搭載的是Sharp製的3接合化合物型太陽能電池。這是將太空船用的太陽能模組改良成為地面用,其轉換效率約為30%左右。



 這次的競賽,規定了太陽能電池的面積必須為6平方公尺以。因此當裝上最大6平方公尺的太陽能電池時,轉換效率的高低就直接與輸出功率高低相關。其他競爭隊伍也宣稱搭載了超過轉換效率30%的太陽能電池模組,不過實際上則是:「東海大學的太陽能車才是輸出功率最高的隊伍」(東海大學)。


 這次東海大學參加的Challenge Class級,共有25隊參加,其中只有8對跑完全程。包括東海大學在內的前三名,搭載的都是化合物型太陽能電池。而第四與第五名使用的則是使用矽類的高效率太陽能電池。就平均速度來看,第一名的東海大學是100.54km/h,而前三名的平均時速都超過了90km/h,比起第四第五名以下的不到80km/h有很大的差距