邊開車邊換電池 新能源創(chuàng)意改變未來出行

　　把電池放在車頂，行駛中無需停車即可更換電池，續(xù)航能力“一日千里”；利用太陽能制冷加熱，讓汽車告別酷暑寒冬……這些聽上去像科幻片里的場景，出自一群大學生的科學創(chuàng)想。

　　近日舉行的東風汽車杯第十一屆全國大學生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽決賽上，年輕創(chuàng)客們聚焦新能源汽車，為未來汽車設計創(chuàng)意出行方案。天津大學團隊設計的“千里電車——應用于車頂快換電池的電動汽車高續(xù)航技術(shù)”獲得大賽特等獎、“出行無憂——基于光伏發(fā)電與半導體技術(shù)相結(jié)合的汽車車窗自動恒溫系統(tǒng)”獲得一等獎。

　　充電問題一直是制約電動汽車發(fā)展的關(guān)鍵性問題之一。目前電動汽車難以取代傳統(tǒng)汽車，還是因為繞不開充電的煩惱：充電時間長、續(xù)航里程不長、充電不便……

　　天津大學力學專業(yè)本科生苗軒博和同學們腦洞大開，把電動汽車的電池移到車頂，經(jīng)過換電站的時候，通過可控鎖緊、軌道配合、云臺移動等機械機構(gòu)，實現(xiàn)行駛中快速且無感地完成電池安裝與拆卸。也就是說，“用戶不需要停車，在行駛中即可更換電池實現(xiàn)續(xù)航增程”。

　　他們的設想吸引了來自計算機、工業(yè)設計、機械等各個專業(yè)的同學一同參與，激起了許多創(chuàng)意火花。他們設想，可利用夜間時段等用電低谷時間為電池充電，錯峰用電降低能耗；此外，他們還綜合考慮了光伏、風電等可再生能源電力為電池充電的可能性。

　　“傳統(tǒng)電動汽車未妥善回收的電池會造成二次環(huán)境污染，現(xiàn)在傳統(tǒng)的電樁充電方式對電網(wǎng)的硬要求也進一步限制了電動汽車的廣泛應用。”團隊指導教師之一、天津大學教授趙軍認為，這項設計抓住了電動汽車存在的充電慢和續(xù)航里程短的痛點。

　　眾多車企也在研究各類更換電池的方案。“北汽集團提出了在電車后備箱換電池的方案，蔚來汽車提出了在電車底盤位置進行替換。但是目前各類手段仍然存在換電設施建設成本高、效率低等問題，不能有效滿足市場需求。”趙軍說，“千里電車”方案中設計的換電站可直接架設于公路之上，也可鋪設匝道架設，有利于用地緊缺的大城市建設投產(chǎn)。

　　目前該設計團隊已經(jīng)搭建出項目的模型，并完成測試。大賽評委組認為，根據(jù)大學生們的方案，在汽車頂部行李架進行換電設計，不需要大幅度改變車體架構(gòu)，大車能用，小車也能用 ，具有目前市場上方案所不具備的高普適性。

　　“汽車車窗自動恒溫系統(tǒng)”設計團隊的同學關(guān)注到每一個司機的切身感受：夏日炎炎，停在室外的汽車暴曬之后溫度急劇升高，座椅、方向盤滾燙；一到冬天，車窗容易積雪結(jié)霜，開空調(diào)除霜速度慢。

　　“我們專門進行了網(wǎng)上調(diào)研，結(jié)果顯示超過八成的駕駛員對這個問題感到困擾，而且目前沒有好的解決辦法。”團隊成員劉天野說，同學們討論出一個全新的解決方案——用太陽能幫助汽車調(diào)節(jié)溫度，于是產(chǎn)生了“車窗自動恒溫系統(tǒng)”的設計方案。

　　這套裝置主要采用太陽能供能，融合光伏發(fā)電與半導體技術(shù)有效調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度，改善駕車舒適度，又能實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

　　團隊指導教師之一、天津大學朱強老師介紹，這套系統(tǒng)共分為三部分，最上方是光伏板，用于吸收太陽能為半導體供電。在夏季，由于半導體的熱電效應，蓄電后靠近車窗的裝置將發(fā)揮功效制冷降溫。為了使冷量分布均勻，設計團隊還研發(fā)了與車窗貼合的槽型銅板，內(nèi)側(cè)覆蓋隔熱涂層，以減少冷量的流失。而到了冬季，裝置中的半導體將由車載電源給電。當單片機檢測到氣溫過低時會自動將半導體正負極反接，這樣一來，靠近車窗的一端就變成了熱端，為汽車融雪除霜。該系統(tǒng)裝置采用全自動、無按鍵設計，通過傳感器檢測環(huán)境溫度，自動判斷開啟制冷還是制熱電路，實現(xiàn)傻瓜式操作。

　　“我們還有很多想法，比如將產(chǎn)品的材料、結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，使裝置更輕更薄，實現(xiàn)手機互聯(lián)網(wǎng)移動控制等。”劉天野說，希望自己的創(chuàng)意給未來出行帶來改變。