电动飞车突破速度极限：644公里/小时

电动飞车：突破速度极限　　褚波

精彩速览

俄亥俄州立大学的Buckeye Bullet团队正在建造一辆电动汽车，有望突破400英里/小时的记录，该速度仅有九辆汽油汽车曾经达到过。

要完成这一项目，这个面临的主要困难有：得用4个电机产生足够强劲的动力；解决空气动力学问题，让车辆既快又稳；确保不会爆胎。

该车的前几代车型业已创造了电动汽车最高车速的记录，但要突破400英里/小时，团队必须为众多的工程难题找到解决之道。

如果一切按计划进行，团队将于今年九月在犹他州的邦纳维尔盐碱滩上，对400英里/小时的记录发起冲击。

撰文 格雷戈里?莫恩(Gregory Mone)

翻译 田光宇

R?J?克洛默(R. J. Kromer)在美国俄亥俄州立大学读一年级时，有一天去上数学课，走到半路，他被一则学生科技小组的广告吸引了，这组学生在设计燃料电池汽车。此前，他最多就是组装过乐高的机器人套件，但不管怎样，他还是发了封邮件申请加入。想不到，组里的成员马上就给了他回应。“我原来想应该会有各种要求，”克洛默回忆道，“但是他们说，没事，你来吧”。

于是，克洛默来到了这个小组位于学校汽车研究中心(Center for Automotive Research，CAR)的工作场地。到了这里，他很快就明白了，这个打造出屡破世界纪录的Buckeye Bullet系列替代燃料汽车、大多数成员都还是一脸稚气的独特团队，首先要考验他的奉献精神。克洛默从和工程相关的杂事做起。开头的几个月，他大部分时间都用来整理各种各样的工具、备件或者清扫场地。不过，在打杂之余，高年级的组员开始教他电路、控制系统和其他东西。很快，他在这里学到的东西就超过了在课堂上学到的。第二个年头，有两个高年级学生毕业了，克洛默开始负责电气工程，“实际上，如果你可以不睡觉的话，就能很快对事情熟悉起来”。

Buckeye Bullet团队里满是类似的故事。组长戴维?库克(David Cooke)是大一时偶然加入的。资深工程师伊万?梅利(Evan Maley)加入的时候，还是一个对高速汽车着迷的天真高中生。库克说，小组在评价新的自愿者时，更看重他们的主动性而不是智商。克洛默自觉熬夜，这是小组的标志性行为，他们经常工作到第一缕晨光从车间尽头30英尺高的车库门下爬进来为止。有时，他们会睡在会议室的地板上，偶尔还会以试车的车道为床。周末，当其他同学沉溺于啤酒中时，他们却在切割金属、测试电池或者设计自己的悬架系统。

这些可不是卡丁车上的悬架。这个团队已经制造了好几辆史上最快的替代燃料汽车。2008年，引起克洛默兴趣的氢燃料电池汽车的最高时速达到了286英里。两年后，他们把这辆氢燃料电池汽车改造成一辆电动赛车，时速突破了300英里。团队成员坚信，在今年9月，犹他州温多弗(Wendover)郊外的邦纳维尔盐碱滩上，他们重新设计的电动车将会成为时速首次突破400英里的电动汽车。

迄今，仅有9辆以汽油为动力的轮式汽车达到过如此高的速度。“时速从300英里到400英里的跨度太大了，”库克说。速度接近400英里/小时的时候，气动阻力呈几何级数增长。电机需要更大的电流，这就意味着车上需要更多的电池，会给本来需要轻量化的汽车增加了额外重量。而且，轮胎的转速极高，离心力可能将轮胎撕裂。挑战是巨大的，即使是经验丰富的工程师团队也会望而却步，更不用说一群研究生和读大学的半大孩子了。

电动飞车的过去与现在

1993年，现已担任俄亥俄州立大学汽车研究中心主任乔治?里佐尼(Giorgio Rizzoni)组建了第一支学生团队，参加一项大学生电动车大赛。这个学生团队制造的汽车名为Smokin’ Buckeye，在大部分比赛中，这辆汽车都赢得桂冠。但没过几年，这项赛事因故取消，而里佐尼也觉得，这个项目可能走到头了。没想到两个学生告诉他，已经和一家本地公司达成了赞助协议，他们想要制造史上最快的电动汽车。“我看着学生，然后说，‘你们还真是疯狂’，”里佐尼回忆说。

接下来的十年间，这个学生团队制造了三辆打破世界纪录的汽车。现在，里佐尼几乎从不对团队成员的远大目标、工程能力和谈判技巧提出质疑。当库克和团队成员决定要突破400英里/小时的界限时，他们知道，要实现这个目标，可能得寻求赞助。于是，他们求助于摩纳哥电动汽车制造商文图瑞汽车公司(Venturi Automobiles)的老板、时年45岁的吉尔多?帕兰卡?帕斯特(Gildo Pallanca Pastor)。曾是业余赛车手的帕斯特是摩纳哥的不动产巨头，还涉足餐饮行业，他已经关注这个学生团队好几年了。2010年，他签署了赞助合约，支持这个学生团队向400英里/小时发起冲击。

两年后，也就是去年8月一个潮湿的星期三，在CAR总部——一幢形状诡异的二层建筑，正面是砖砌结构，后面则是几个洞穴般的飞机库，26岁却留着胡子的库克说，“飞车”的总体设计基本完成。这两名为Venturi Buckeye Bullet 3(VBB3)的电动车总长38英尺，四轮驱动。由于把车子加速到400英里/小时需要的功率实在太大，团队计划用四个电机来分担这一任务。每个电机产生400马力的动力，总功率1 600马力(1马力约0.74千瓦)。

库克和几个队员一直和文图瑞公司的工程师们合作，设计他们想要的电机。团队里的工程师们提出了理想的尺寸、性能指标和其他详细要求，他们已经就设计方案和文图瑞公司的工程师反复推敲了一年。帕斯特已经开始在美国版的文图瑞电动跑车上，对缩小版的“飞车电机”进行道路实验，这些电动跑车的最高时速为124英里。飞车用的4个电机要稍长一些，动力更加强劲，还得过一段时间才能完工。

不过，眼下的主要难题还不是电机。在CAR，VBB3团队的大学生和研究生们坐在一间狭小的办公室里，他们中有库克、梅利和一个机灵的、23岁的工程师王凌(Ling Wang，音译)。梅利和库克进屋时，王凌正在电脑上旋转飞车垂直尾翼的三维模型。王凌是空气动力学专家，而空气动力学上的问题，是汽车从时速300英里提升到400英里的最大障碍。克服空气阻力需要的功率和速度的立方成正比。所以速度要翻倍的话，就得需要8倍的功率才行。

刚刚离开团队去波音公司工作的卡里?伯克(Cary Bork)，曾花了两年时间，对VBB3的气动外形进行微调，改变形状，在车轮上覆盖扰流板之类的降低阻力的零件。飞车采用钢制骨架和碳纤维外壳，而在外壳内部，则安置有质量很轻、强度却很高的阻燃纤维Nomex(一种芳族聚酰胺纤维的商品名)。此外，还有一些大难题需要解决，这就是王凌的工作重点——尾翼。

任何突出车外的东西都会增加空气阻力，但为了保障试车驾驶员——62岁的赛车手罗杰?施洛尔(Roger Schroer)的安全，团队不得不增加尾翼。作用在汽车上的所有空气动力，都可以看做集中在车身的一点上，这个点就叫做风压中心。当该点偏向后部，而汽车的质心靠近前部时，二者相互平衡，使得汽车具备保持直线行驶的能力，即使受到侧风干扰时也不例外。尽管VBB3安装了多个降落伞，还有一套飞机制动器备用，但当赛车旋滚时，所有这些措施都无济于事。库克说，“到了最后那天，最要紧的事情是施洛尔的安全。”

问题是，怎么在空气动力和安全性之间达成平衡。王凌迅速点击着鼠标，将尾翼拆开，让其在虚拟的三维空间里翻转。他把尾翼逐渐变尖的方案，改为类似于海豚尾巴的结构——在垂直尾翼的顶端安装了一个水平放置的翼片。梅利解释说，团队试图找到在车上增加一个GPS模块和两个摄像头(一个朝前，一个朝后)的办法，以便在汽车高速冲刺时可以获得数据。而增加水平翼片的另一个目的，就是把这三种设备装进去。然后，他将修改方案发给在波音公司工作的伯克。

不过，王凌很快就告诉大家，新的设计方案被“伯克”掉了。团队成员使用的这个简称，特指伯克常以增加太多空气阻力为由，拒绝修改方案。“伯克的意思是，‘你们这样会让车子的速度变慢，所以别这么干’，”库克解释说。

王凌略带烦恼地说，“我知道这样会让速度减慢，但是会慢多少呢？”