南台太陽能車Ⅲ上路
日期 2003-07-09 13:34:51文章主題: 電子報
南台科技大學機械系副教授艾和昌率領的太陽能車製作團隊，邁入第三代，車體採用管狀鋁合金使重量減半，時速高達九十至一百一十公里，碟式油壓煞車設計則增加整體安全。車子目前進行道路測試，準備進軍明年十月澳洲世界賽。...
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【記者林郁淳/台北報導】
位處南台灣的南台科技大學，可說是台灣研究太陽能車的先驅之一，而且目前即將進入第四代。南台機械系
副教授艾和昌，可說是南台太陽能車的教父。
日前艾和昌率領子弟兵駕駛阿波羅第三代太陽能車，從學校開車到嘉義布袋，測驗車子實際上路的效果及適應情形，測驗結果將應用在即將參加2003澳洲世界賽的第四代車上。(觀看測試影片)
太陽能車阿波羅
艾 和昌西元1993年在美密西根大學攻讀博士學位時，看到當地的學生製作太陽能車，令他印象深刻。回到台灣後，感受南台灣陽光的熱力及氣候型態，就想利用當 地條件做研究。另外，他也想找一個可以持續做下去、知識可以一直累積的研究題目，結果，當年存留腦海，美國學生製作太陽能車的影像浮現心頭，艾和昌袖子一 挽，就決定投下去了。
阿波羅表面85%可鋪太陽能板。
打造太陽能車
太陽能車製作分成車體、動力、外型三小組，參與學生分頭進行各項零組件設計、加工的工作。通常，太陽能車所需克服的問題有二：太陽能電池效能及續航力，雖然，這看來只是太陽能電池的單一問題，但事實上，所有製作工程全都圍繞在這個核心問題上。
阿波羅的生命源頭
太陽所放射的輻射能，提供給地球一個非常巨大的能量來源，然而從太陽電池元件所獲得個別電流通常很小且電壓也很低，必須藉由焊接，串、並聯連接及平行佈署成為較大的陣列，方能獲得具使用價值的轉換能源。
第 三代太陽能車，為增加太陽電池模組光電轉換效率，應用較二代車效率更高(光電轉換效率為16.5%)之太陽電池，全車太陽電池數量約為2000片，總面積 7.68 m2，轉換的電力用以驅動配備的直流馬達，並帶動太陽能車可在陽光充足時能不依靠蓄電瓶電力直接驅動太陽能車。
其實，太陽 能電池的製作技術越來越進步，以前第一代用的電池，陽光和電力的轉換率約是14%，也就是一百單位的太陽能可以轉化十四單位的電能供給車子使用。最新一代 的太陽能電池已經提高至18%。艾和昌表示，一般太陽光電池轉換效率約14~18%，雖然應用於衛星及太空探測之太陽電池其光電轉換效率已達37%，但是 成本單價極為昂貴，因此目前尚無商品化的太陽能車，只有因研究或特定目的而生產的太陽能車。
打造阿波羅的盔甲
由 於能源珍貴，因此艾和昌和學生一直都在思索如何降低風阻的影響。在第三代的製作過程中，他們為得到實際風阻對車型之影響數據，於是花心思設計了小型的模型 車，不僅風阻要低，還要能適用在太陽能車這樣特殊的車子上。最後他們針對四種縮小模型作風洞試驗，最後完成如下之外型具機翼橫切面的流線造型。
風洞實驗候選出的的太陽能車流線造型
阿波羅瘦身行動
為了減低能源消耗，第三代太陽能車製作團隊決定幫車子「減肥」，他們訂出外殼及車體材料選用主要原則﹕重量輕、強度高、易加工成型。
車子的盔甲﹕為了達成車體減重，阿波羅的外殼設計小組自己創造開發鋁製之蜂巢為蕊材，使用特殊玻璃纖維(Kevlar)為包覆材料，形成複合材料結構。
車子的骨架﹕為了減輕重量，第三代車採用有別於第一、第二代車的『無底盤式桁架結構車架』，車體設計小組先用3D繪圖軟體構建實體結構，接著以應力分析軟體進行分析，確定安全無虞後，才進行實體製作。
車 架最後構造如圖一所示，用強度較佳，易焊接的管狀鋁合金材料焊接而成，因材料為中空的管狀，在焊接的技術上就很重要了，接點上要能夠承受重量，也不可有應 力的集中，因此在焊接的方法採用氬焊，應力集中的地方也要經過熱處理。最後不但使重量減輕許多，其強度也不致降低太多。
阿波羅的心臟地帶：馬達
該 車配備一只專為太陽能車設計之高效率、永磁性直流無刷馬達，因其直接帶動驅動輪，尖峰效率可達95%，且重量僅20公斤，配合控制器可達到無段變速、煞車 回充、電源保護等功能。「煞車回充」意思是，當車子煞車減速時馬達將轉換成發電機，將產生之電力回充至蓄電瓶中儲存起來，增加電瓶之蓄電量。
第三代出場
重新設計與製作完成之第三代太陽能車，可提升時速達90~110 公里，另外，為增加整車安全設計，於前兩輪安裝碟式油壓煞車系統，後輪則配合驅動馬達以電子式斷電作為煞車。
另外，車子的懸吊及轉向系統也同樣經過3D繪圖設計後才實際製作出來。
第四代即將誕生
近 日到布袋的實際路況測試，以及新型太陽能電池的開發，艾和昌及子弟兵，因為實際道路測試後產生各項新數據，再度埋首修正太陽能車的各項組件及系統。身負 2003澳洲世界賽比賽重任的第四代，將面對從澳洲北領地的達爾文至南澳的阿德雷得，長達3010公里的考驗。艾和昌說，屆時的阿波羅，將有轉換率更高的 電池、更輕盈的車體，準備在2003年世界賽和各路好漢一決雌雄！
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