一说到电动车,很多人言必称丰田、比亚迪之流,谈起混动亦或铁电池就眉飞色舞,只是说到别的东西就一片空白了。其实,电动车除了电池、混动等高大上的技术,还有很多值得我们关注的东西。电动车并不是一个很缥缈,离我们很遥远的存在,甚至连大学生都可以像模像样地造一台出来,而且是电动的方程式赛车!在上个月刚结束没多久的“中国大学生电动方程式汽车大赛(FSEC)”里,一群来自汽车专业的年轻学生,为我们展示出了这样的可能性。
对大学生方程式(FSAE)有所了解的人,都知道属于FSAE的中国赛——FSC从2010年举办第一届开始,至今已经有六年了。而电动方程式FSEC,今年是首次独立于FSC举办,汽油组的FSC比赛在10月中旬在湖北的襄阳举办,而今年的第一届FSEC,在11月3日,代表整个FSC,回到了自2012年之后,阔别了两年的上海国际赛车场,而且光荣入驻了“上”字形的F1主赛道!而且它的主赞助商来头不小——蔚来汽车。没错,就是“任性”的汽车之家老总李想新组建的电动汽车公司!
汽油赛车在国内发展了六年,已经基本成熟了。而电动赛车在国内还算是个新生事物。2011年,北京理工大学率先造出了第一辆电动赛车,带到了当时的第二届FSC赛场,此后FSC开启了油车、电车并赛的时代。随着电车队伍的发展壮大,今年电车终于独立成赛,首届参赛队伍达到了30支。而笔者的母校——华南理工大学也在今年第二次参赛。趁着这次机会,也算是给自己的母校打个广告了。
虽然和汽油车有所区别,但是对于赛车的总体要求核心还是一样的。学生们根据赛事规则的要求,自行设计、制造出一辆小型单座方程式电动赛车,通过静态、动态比赛等项目角逐冠军。在新能源车成为时代热点,甚至成为了国家战略一部分的当下,电动车赛事的壮大,就对这个领域的工程人才的累积有很重要的意义了。
历经多年赛事的历练,各大学校的赛车架构都已经日渐趋于成熟。赛车的核心动力总成——电机、电池主要来自于国内外的成熟供应商。学生们根据自己的要求设计出了不同的布置方案,例如单电机+主减速+差速器、双电机输出等。同时,各学校还发展出了很多在外人看来非常高大上的技术,譬如碳纤维单体壳、碳纤维控制臂、推拉杆式悬架、整车数据采集系统、大型空气动力学套件、可变尾翼(DRS)等等。
学生们在研发赛车的过程中,一方面需要掌握电机控制、底盘调校、CAD仿真、路试等汽车工程里常用的开发手段;另一方面要将诸如轻量化、合理配重、人机工程学适应性等重要的开发理念贯彻其中。学生们还需要自行加工各种零部件,例如自行焊接钢管车架、对金属件进行机加工等。经历过这个过程的人,都懂得他们留过的汗水、经历的艰辛;见过他们赛车的人,无一不赞叹他们的出色构想和动手能力。
而它们的赛车,并不只是拿来秀的花架子。还需要经历一系列的考研,譬如针对电动车的安全性能,需要通过喷淋试验,检验对电机电池的保护是否完善,是否存在短路、漏电等可能性;对车架,需要从各个细节考量受力是否落在了牢固的节点上。最后,它们还需要在上赛场上比加速、刷圈速、拼耐久,一决高下。只有通过重重考验的人,才能成为最后的胜者。
说到这里,有很多人会质疑:电机是买来的,电池是买来的,各种核心零部件都是买来的,这跟一台拼装车有什么区别?显然,发出这种质疑的人根本不懂得什么是汽车厂商的核心技术,而且对“工程”这个词缺乏基本的概念理解。
什么叫做“工程”?它的核心概念就是利用现有的条件,通过合理的设计,以尽可能少的时间、成本、资源做出达标甚至高水准的产品。工程最重要的核心,不只是在于构成的因素,而在于“设计”、“匹配”。
譬如电机的选型,本身就是一项需要针对自身的布置和现有条件,作充分考量的工作。而且学生们必须在赛会对赛车功率输出的限制下,根据自身的性能要求,对电机和传动系统进行匹配。以笔者母校的赛车为例,他们首先要对选型的电机进行性能仿真,以设计传动系统;通过CAN 总线对电控单元进行编程,调控电机的输出方式;他们还在电机的控制程序中设计了牵引力控制(TCS)功能,避免赛车作直线加速时打滑。针对动力系统所作的工作,并没有外行人想象中的简单。
能够拥有自己的关键部件核心技术固然最好,但在此之前,学会如何做设计、如何做工程,是一切的先决条件,是衡量一个厂商的造车能力的第一把标尺。而这群大学生所做的,就是最正统的工程实践,这不管对造赛车也好,造民用车也好,都是成立的。这也是这个比赛存在的最大意义。
说到做工程,最绕不开的有两个方面:成本和质量控制、项目管理。一年的时间里,他们要学习如何给自己的赛车订立目标,如何为自己的研发安排进度。他们要独立完成电动机、电池、减震器等关键零部件的选型,完成赛车的总布置,要打好设计、仿真的基础功底,要学会如何根据实际工艺改善他们的设计,还要设计各种试验验证。为了砍成本,他们要学会独立加工,要学会合理用料,要学会如何和供应商、加工厂扯皮;为了保证赛车性能和可靠性,他们除了要打好设计功底,还要通过合理规划进度,保证充足的试验。成本、品控、项目管理,他们一个都不能落下。
除了做赛车本身,他们还要学会为了支撑自己的车队运营,而去四处拉赞助、做宣传。据笔者了解,很多车队如今对内已经有了技术、管理、市场部门等非常成熟的细分架构,对外依靠历年取得的成绩,以及自身的影响力拉到了各大主机厂、零部件巨头以及形形色色的上下游产业公司的赞助,运作模式如同职业俱乐部。
在这个比赛里,他们学到的,是各大主机厂、各大车企研究院安身立命之根本的缩影,是他们在进入这些机构之后终身受用的东西。至于如何去突破核心零部件技术,造出自己的高性能发动机、电动机、电池等等,那是拥有上亿预算的土豪主机厂们和各大科研院所应该去做的事。
他们在将来,可能会进入各大汽车研究院,晋升为真正的工程师;也可能进入合资车企,成为汽车工业的螺丝钉。他们面对的,将是一个全新的战场。除了更深更难的工程实践,他们还对内要遭遇错综复杂的人际关系,对外要经历千变万化的市场考验。但是无论如何,他们都将成为中国汽车工业未来的基石。单凭他们的力量,要改变中国汽车工业的现状,显然为时尚早。但是通过这个赛事所学到的知识以及理念,都会成为推动汽车工业发展的关键。
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