阳光为汽车提供燃料

全球首款太阳能汽车在一次充电时达到450英里范围


这款名为“光年一号”的太阳能汽车于2019年首次亮相。图片来源:光年

荷兰Lightyear公司的联合创始人兼首席技术官阿霍·范德汉(Arjo van der Ham)坐在停在加州硅谷的一辆SUV里。旧金山阳光明媚,正是范德汉喜欢的天气。他正在进行为期三周的参观,以展示其公司的太阳能汽车“光年一号”的第一款原型车。

“我们非常想制造一辆太阳能汽车,让人们永远不用担心充电问题。”

莱科斯·霍夫斯鲁特,光年首席执行官

他的窗外是一辆时髦的银色汽车,自从该公司2019年6月推出这款汽车以来,它一直成为头条新闻。54平方英尺的黑色薄太阳能电池板覆盖在汽车的引擎盖和车顶上,只要阳光照耀,就不断为汽车电池充电。里程会因气候和驾驶频率的不同而不同,但如果放置在永远阳光充足、从不阴冷的地方,光年一号每年仅靠太阳能就能行驶12000英里。在有树荫或停在车库里的地方,这款车每年可以行驶约8300英里(约合8300公里),而在荷兰等多云的地方,这款车每年可以行驶约4375英里(约合4375公里)。但这还不是全部。与传统的全电动汽车一样,超高效的Lightyear One可以插入240伏的插座(美国标准)或直流快速充电站为电池充电,可提供高达450英里的续航里程。

作为一家由工科大学生创立的初创公司,Lightyear自2016年成立以来已经走过了漫长的道路。如今,该公司拥有130名员工,既有年轻的人才,也有行业资深人士。领英(LinkedIn)将Lightyear评为2019年荷兰最佳创业公司,最近国际会计事务所德勤(Deloitte)同意从Lightyear购买100万辆可持续汽车公里,作为租赁协议的一部分。

随着动力的增强,van der Ham和他的团队认为,到2035年,他们可以实现记录一光年太阳里程(相当于5.88万亿英里)的目标。这就是他们公司的名字。在这一目标的基础上,我们的使命是将人们从连接到充电站的电线中解放出来,为每个人提供清洁的移动服务。该公司首席执行官Lex Hoefsloot在汽车揭幕仪式上告诉观众:“我们非常想制造一款太阳能汽车,人们永远不用担心充电的问题。”要实现这一使命,他们就必须比以往任何一家公司都进一步提高电动汽车技术的效率。

光年的起源

通往光年之路始于一项竞赛——普利司通世界太阳能挑战赛。这项比赛始于1987年,每两年举行一次,挑战工程师团队制造单靠太阳能就能行驶1875英里的汽车。赛程横跨澳大利亚大陆,起点在北部海岸的达尔文(Darwin),终点在南部的阿德莱德(Adelaide)。每个团队都必须设计一个系统,有效平衡能源和能源消耗,使用不超过64平方英尺的太阳能电池板。如果汽车开得太快,它会从电池中吸收太多的电量而熄火。如果进展太慢,它可能会输掉比赛。

这款专为2013年世界太阳挑战设计的汽车在40小时内为1,875英里,14分钟,实现了74.6英里/小时的顶级速度。

斯特拉太阳能汽车与太阳能团队埃因霍温在世界太阳挑战赛2013年。Cofounds Qurein Biegenga,CFO(左)Arjo Van der Ham,CTO(左边的第二个),以及Lex Hoefsloot,CEO(右侧)。图像信用:Bart Van Overbeeke,TU / E

范德汉姆听说过这场比赛,但并没有多想。当他在埃因霍温大学(Eindhoven University)读三年级的时候,他开始计划攻读硕士学位,然后在一家公司找到一份工作。但是突然有一天,他的同学Lex Hoefsloot要求与他见面。Hoefsloot说他正在组建一个团队参加2013年世界太阳能挑战赛,他希望van der Ham也能加入。范德汉不确定自己是否愿意加入,但当两位工程师开始在黑板上画电气图时,他对这个想法产生了好感。一小时后,范德汉对霍夫斯鲁特说,他要回家好好考虑一下。“当我回到家的时候,我想,‘我在做什么?’我回过头说,‘是的,我准备这么做。’”范德汉姆说。

那一年,20名学生组成了埃因霍温太阳能队。在将近一年的时间里,这个团队在埃因霍温大学电气工程和机械工程系的几位教员的建议下,日夜加班,周末加班,以完善他们的汽车设计,他们将其命名为斯特拉。他们参加了世界太阳能挑战赛(World Solar Challenge)的巡洋舰级(Cruiser Class),该车的设计是为了实用性。(在挑战者级,汽车是单座空气动力机械制造的持久耐力。)

被称为前四座“家谱”家用车“,斯特拉采用了轻便的材料和车轮中的电动机建造,以保持其重量为840磅。使用matlab.®和模拟金宝app®MathWorks的团队设计了一个高效能源管理系统,可以有效利用太阳能,同时减轻电池的重量。这辆车在整个比赛过程中容纳了三名乘客,平均速度为41.6英里/小时,最高速度为74.6英里/小时。它在40小时14分钟内完成了比赛。另一支队伍完成得稍快一些,但太阳能队埃因霍温因能够坐上一人以上而获得额外分数。该队最终以97.5分的成绩获得巡洋舰级第一名。

Cofounders建议2015年的队伍在斯特拉勒斯特设计中,它在2015年再次赢得了世界太阳挑战巡洋舰巡洋舰。图像信用:Bart Van Overbeeke,TU / E

他们的获胜解决方案再次得到了金宝搏官方网站报酬。两年后,2013年队的成员建议了一群来自埃因霍温大学的一群新工程师,他在巡洋舰班上再次赢得了第一名,与他们的汽车,斯特拉·勒州。“人们开始说,'这很酷,但什么时候可以到达市场?”“Van der火腿说。它开始黎明在工程师上,他们可以将技术商业化。Hoefsloot,Van der Ham和比赛团队的另外两名成员,Quirein Biegenga和Koen Van Ham一起抓住了他们的朋友和家庭的初始资金,以及来自Eindhoven大学的时间工程学生进入了2017年世界太阳能挑战,Lightyear是离地。

尽管van der Ham和其他2013年的工程师在2017年的埃因霍芬太阳能团队第三届世界太阳能挑战赛中只发挥了很小的作用,但该团队凭借Stella Vie赢得了冠军。与此同时,光年组织了一个投资者café,并开始向更大的投资者推销。到2019年春天,他们已经获得了2000多万美元的资金,并准备在今年6月推出他们的第一个原型。

2013年普利司通世界太阳能挑战赛第六天,斯特拉在为太阳能汽车充电。图像信用:Bart Van Overbeeke,TU / E

表现思维方式

Van der Ham说,赢得2013年世界太阳挑战的关键是采用表现思想。他们减少了设计汽车的多方面问题,使电力产生均衡的电力需要一个简单的问题:您需要多英里需要多少能量?然后,使用MATLAB和SIMULINK,它们优化了太金宝app阳能电池板,电池和空气动力学。例如,在考虑汽车的屋顶时,它们需要在完全平坦的宽形状之间找到合适的平衡,这些平衡可以最大化阳光曝光,以及一个带有降低防风阻力的曲线。通过在Simulink中运行模拟,他们能够仔细审查这金宝app些类型的设计调整,并了解最佳权衡的位置是提高效率。

他们带着这个心态和使用MATLAB并模拟他们的商业努力。金宝app作为早期公司,Lightyear最初收到了通过MathWorks启动计划的产品和支持。下载188bet金宝搏金宝appvan der Ham表示,这一许可证是平滑过渡的关键。他们在初期雇用的所有工程师来自埃因霍温大学,Matlab和Simulink普遍存在。金宝app作为启动公司访问相同的技术,鼓励平滑过渡。

“你希望你的团队能够高效地工作,如果他们不仅可以使用最好的工具,而且还可以使用它们用于与之合作的工具,”他说。

他们的工程技术造就了“光年一号”,一款非常轻、空气动力学和节能的电动汽车。通过使用轻质材料和一个小型电池组,并在每个车轮上安装轮毂马达,而不是依靠一个大型引擎和传动系统,该团队能够将汽车的重量限制在2870磅。

汽车的电子设备有效地将阳光转化为电能,优化汽车从电池中获取的能量。因此,1号光年每英里需要160瓦时的电力。

斯特拉在2013年普利司通世界太阳挑战中进入了巡洋舰课程。图像信用:Bart Van Overbeeke,TU / E

“你希望你的团队高效工作,如果他们不仅能够使用最好的工具,而且能够使用他们习惯使用的工具,他们的工作效率就会最高。”

Arjo van der Ham, Lightyear联合创始人兼首席技术官

光年。图片来源:光年

光年一号的空气动力学外形增加了汽车的高效率。它很长,有一个类似飞机机翼横截面的斜面。其他的一些决定,如在后轮上增加轮罩,用摄像头替换侧后视镜,则会使效率更高。风洞测试显示,“光年一号”打破了迄今为止最符合空气动力学的五座电动汽车的记录。

van der Ham表示,随着他们的发展,他们将继续基于其工程专业知识并从最先进的工具中抽取以提高性能。“好的不够好;我们一直在推动,一直都会让它变得更好,“Van der火腿说。