大四学生造电动卡丁车的坎坷之路-撞了南墙也不回头

作者:铭扬(吉林大学大四学生,现为 GeekCar 实习生。)

如果用一句话来总结自己的童年,那就是一边听着发动机的轰鸣声,一边闻着汽油、油漆的味道长大。

由于父亲从事摩托车行业的缘故,自己小时候常常会看到川崎、KTM、雅马哈等摩托车在眼前飞奔,母亲则在一家汽车 4S 店的零配件部短暂工作过,每天就是与刹车片、离合器压盘这些零件打交道,因此自己顺便也认识了一些。

上初中的时候,家附近有一家超市经常会处理很多过期的汽车杂志(为什么要买过期的杂志?原价 20 元,过期的只卖 5 元),虽然只能看到几个月前的汽车评测,但还是感觉到很满足,当时最喜欢的是杂志尾页的参数配置表,市面上量产车的功率、扭矩等参数基本上全都被我背了下来。

后来,成长的道路似乎太过于顺利了:考入理想的大学,转入汽车专业,随之而来的也是极度令人失望的大学生活,人生就像是走上了一条稳步向前的传送带,不能有丝毫偏差。

这个世界上永远都有那么一群人,他们不喜欢安于现状更不愿意墨守成规。经历了两次转专业之后(自己都感觉自己特能折腾),我下定决心打算自己做点儿不一样的:造一辆电动卡丁车。

为什么选择卡丁车?

对于汽车的未来发展趋势我作了一个简单的判断:智能化与电动化。智能化主要体现在车联网在汽车上的运用,而电动化则意味着电机、电池、电控三大组件将要取代传统内燃机及传动系统。汽车的车身、底盘、悬挂等部分基本还是沿袭现有的开发模式,但这恰恰也是最难的部分。因此,现如今虽然有这么多嚷嚷着要造车的互联网公司,却依然没有几家能拿出让人信服的产品。

仔细想想现阶段自己造出一台标准化汽车的可能性不大(总不能自己搞个冲压车间吧?)于是,攒出一台卡丁车的想法浮现在脑海中,车身、底盘、转向等系统构造简单,电气零件可以从供应商处采购,未来甚至可以尝试把 3D 打印和 VR 虚拟现实技术结合在卡丁车上,项目还是具有一定可行性的,和身边一名小伙伴商量后,就这样开始了自己的卡丁车制造路。

积累专业知识,联系配套供应商

特斯拉的出现的确改变了大家对于电动汽车的看法,对于之前只接触凸轮轴、曲轴、气缸、连杆等发动机零件的我而言,首先需要搞明白到底什么是三电(电机、电控、电池)。

电动机对于电动汽车的作用等同于发动机对于传统汽车,电动机的种类和形式繁多:直流电机与交流电机、单相电机与三相电机、同步电机和异步电机……每种电机都有各自的特点。

我初步选择的是永磁同步电机。没有特斯拉那种强大的研发能力就只能选择配套供应商了,首先想到的就是大名鼎鼎的博世。趁热打铁,收拾好行李之后我就直接飞到了上海,而让人失望的是,由于事先与博世方面沟通不到位,我最终被园区门口的保安拦下,回程的机票在手,只能铩羽而归,刚迈出了第一步就受挫。(就发生在图中右侧的保安室,当时我刚年满 20 岁)

博世大楼

人不能在一棵树上吊死,不想放弃的我随后又联系了珠海一家航模电机动力系统供应商,计划把这个无刷电机及电控制系统搭载在卡丁车上作为主要动力来源,单个电机的重量只有 1.5kg,非常轻,额定功率虽然只有 6.5kW,但对于重量远远小于汽车的卡丁车来讲足够用了,不出意外的话功率重量比会超过绝大多数家用轿车。谈好价格并做完成本预算后,心里的一块小石头暂时算是落地了。

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解决完电机及电控两大系统之后,想要凑齐「三电」还需要的就是电池。在排除了「又大又笨」的铅酸电池之后,我开始选择锂电池。

锂电池又有很多类型,相信对电动车有研究的都懂,什么钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂……它们在能量密度、循环寿命、自放电率及内阻大小等性能参数上都各有不同。而 18650 电池能量密度最大,在相同电量下,它所占用的体积和重量最小,适合卡丁车的轻量化特性,因此它成为我的首选。

综合性能、成本,我选择了三星 SDI 的 18650 锂电池,3.7V、2000mAh,计算了一下,我的卡丁车上需要 300 节左右。

09-177347889_meitu_2「三电」系统全都凑齐之后,还需要设计出一套电池管理系统 BMS(battery management system),负责整车电池的充放电电量检测、电压控制与温度控制,BMS 的作用极为重要,因为这常常涉及到驾驶员的安全问题。为了更深入地了解电池管理系统的组成与构造,我向 BMS 芯片制造商凌力尔特申请了几个样片及产品手册。网上查了一下才知道,备受人们争议的游侠汽车搭载的 BMS 系统就基于凌力尔特旗下的芯片制造而成。(实在想不到这么小的东西竟能起到这么大的作用)

IMG_1687

而当我真正开始仔细研究如何设计出一套合适的 BMS 系统时,才发现自己对于集成电路根本一窍不通,针对 BMS 系统需要做的电池充放电测试、温度测试、SOC 计算功能测试等等确实让我意识到这是一项技术门槛非常高的行业,没有专业人士的帮助是搞不定的。

这个困难还没有得到解决的时候,下一个困难却已经难倒了我。原本打算自己设计并制作车身,但当做完成本预算后才发现,从零开始设计一个车身,其成本远不是自己能够承受的,卡丁车虽然结构简单但重心极低,转弯时产生的横向 G 值很大,因此对于车架材料的选取及焊接的质量要求很高,自己制造一个车身的愿望只能寄托于第二台车了(感谢大黄同学画的概念图)。

捕获2

被逼无奈的我只能选择把所有电动车零件全部搭载在一台燃油卡丁车上,随后与一家经销商沟通后选择了意大利品牌 Tonykart 的车身,红、白、绿三色涂装代表意大利国旗,裸露的转向柱呈现出一种野性美。连一台卡丁车都设计的如此拉风,也难怪这个国家能诞生出法拉利、兰博基尼、玛莎拉蒂等经典超跑。

官网

团队解散,准备重新出发

磕磕绊绊地把车身问题暂时解决后,刚准备调整一下节奏再出发时,和我共同奋斗的小伙伴选择了退出,毕业季的来临让他感受到了来自于现实的压力。BMS 系统没有解决、想要把搭载 Android 操作系统的车机放在卡丁车上还没来得及实现、身边的小伙伴也离我而去。所有的压力和困难全由我一个人去承担,一直向前飞奔的脚步似乎也不得不停了下来。

失败固然痛苦,但比他更糟糕的是,从未去尝试过。

整理好心情的我准备再次出发,想要一起冒险的同学欢迎随时联系我(微信:lmy701413)。

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