2011年7月22日 星期五

大葉大學輕型二輪電動車研發之創新造型、充電系統、輕量化關鍵技術領先全國


大葉大學輕型二輪車研發團隊取得多項專利技術(前排左三為武東星校長,左二為計畫總主持人--梁卓中副校長)


大葉大學輕型二輪電動車研發之創新造型、輕量化關鍵技術領先全國

獨創專利鋁擠型車架,高強度、重量輕,符合節能減碳設計



為配合政府提倡節能減碳政策,大葉大學執行「新型式輕型二輪電動載具車身研製與關鍵技術研發」經濟部學界科專計畫,在創新造型設計、車身輕量化、轉向系統設計以及輕巧型動態充電系統的各項技術開發上,除已取得重大進展和多項專利外,並與多家彰化在地企業進行產學合作,預估今年底至明年初即可進行商業運轉,屆時將可為彰化地區創造高達新台幣80億元產值,以及5000個就業機會,國內輕型電動車新產業也將由此開創寬廣的新藍海發展空間。



擔任計畫總主持人的大葉大學梁卓中副校長表示,該校工學院在2009年獲經濟部選定執行三年期的「新型式輕型二輪電動載具車身研製與關鍵技術研發計畫」,每年度除獲得該部新台幣800萬元的研發補助經費外,國科會也補助新台幣100萬元。學校方面則大規模動員校內機械與自動化工程系(所)、工業工程與科技管理學系(所)、工業設計學系、材料科學與工程學系、電機系(所),橫跨工學與設計兩大專業領域的12位菁英級教授,共同組成研發團隊,執行三大分項計畫,目前已完成第二年度的研發期程。



市面上第一款整合性設計故障率極低


梁副校長指出,第2年期計畫的執行重點是進行「輕型二輪電動載具系統設計分析與關鍵技術的研發」,著重於車型與人因設計(造型、油土模型製作、人因模型製作檢核),結構設計(強度、振動、輕量化、製造方式),底盤設計與分析(懸吊形式、煞車形式、振動舒適性、操控、重量),動力與控制(回充、充電時間、充電方式、安全性),系統分析(重量、續航力、極速、煞車)等設計與分析相關關鍵技術之研究。



在團隊成員群策群力的努力下,這項計畫已創造出多項具體成果。其中包括專利產出11件,衍生委託計畫3件, 研討會及期刊論文發表56篇,培育博士班人才3人,培育碩士班人才33人,與在地廠商簽署技術授權合作契約3件等,除此之外,這項計畫的研發成果還能改善中部車輛產業在發展電動車輛技術瓶頸,進而促進在地觀光休閒產業繁榮發展。



有關這項計畫的研發成果細節,梁副校長進一步介紹說,目前三個分項計畫都取得重大突破。其中在車身研製上,不管是造型創新或是車架輕量化設計,都創造出亮眼成效。

電動機車駐車裝置可避免馬達帶動裝置故障而卡死,可直接恢復人力操作


據他解釋,目前市面上絕大部分的燃油引擎機車,或是電動機車的車架材質,都是採用鋼管銲接製成,車架重量大約達15公斤。雖然製作成本較低,但以強調車輛動力表現和續航力的電動機車而言,車架的重量錙銖必較。另外,鋁合金材料的成形性佳,外表經處理後的耐蝕性、美觀性優異,車架可成為機車外觀造型的一部份,減少塑料件的使用,也符合節能減碳的設計理念。因此,大葉大學研究團隊以鋁合金材料製作車架,將車架重量降低至7公斤以下,並在鋁合金材料的成形技術方面,研發出高溫脹形成型技術,特點是可製成複雜形狀的成品,並結合鋁合金熱處理技術,大幅減少熱處理時效與降低熱處理變形之程度,這項技術可應用於需求為高剛性、高強度、重量輕的電動機車車架,並為廠商大幅降低熱處理成本。



大葉大學研究團隊中負責造型設計的工設系主任蓋格教授指出,新型式車款在外型設計方面有四大特色,1.車頭-輕量化薄殼設計,鏤空造型將車架外露,營造機械美學,並有指示方向的語意。2.腳踏-超大腳踏空間,讓雙腳能自然擺放,符合人體工學原理。3.坐椅-新穎的圓弧坐椅設計,與造型線條更為一致性。4.車體-不但符合散熱功能,造型意象上更有「力量」及「張力」的感覺。搭載LED燈不但省電,呈現科技感。後懸吊採取單搖臂單避震,整體作動更為一致,美化搖臂不需包覆件,讓乾淨的後輪少了塑膠殼包覆而更為美觀。



在車輛操控能力和穩定性上,計畫所研發的連動式煞車系統,主要是利用機構原理與壓力調整間的搭配,將車輛在最短時間平穩煞停,這項煞車系統將成為市面上第一款「可調壓式連動煞車系統」。

紀華偉教授指導的調壓式同步安全煞車系統,大大提高使用者安全


在騎乘舒適性方面,是以機車行駛於不平整道路時,所引起的車體振動為量測指標。有關懸吊舒適性測試裝置的研發,便是考量機車騎乘舒適性所完成的一項專利,這項裝置可輕易模擬機車行駛於各種路面上,車身劇烈震動情形,有別於其他舒適性測試裝置。這項新型專利可以量測機車前後輪在不同路面下的震動量,因而具有全車舒適性測試的能力。此外,這項專利裝置可迅速調整前後軸距長度,因而對不同大小之機車前後輪量測,也可輕易執行。



在電動車充電系統研發上,以往一般民眾常詬病的充電不易現象也獲得解決。「電量計不準」、「充電不便」以及「檢修不易」等問題,是目前推展電動機車普及化之三大致命傷。大葉大學的新世代電動機車研發團隊就是針對上述缺點,不斷研發創新,目前已成功地提供有效的解決方案。

全世界獨創的電動機車充電器,不需拆卸電池


研發團隊成員之ㄧ的張舜長教授表示,他們所發展的電量計技術特色著重於淺顯易懂的電量指示及精準穩定的電池殘電量指示,以重拾消費者對電動機車電量計的信心。有關「充電不便」問題之解決,蔡耀文教授帶領學生進行研究,成功研發全球獨一無二的電動機車全自動充電器,已獲得專利權,這項創新技術使車輛在停車後即可自動充電,省去拆裝電池的麻煩,加上新型的非接觸型充電器技術快速充電功能,壽命比傳統接觸式充電器高出許多,完全擺脫以往電動機車充電不便的困擾。



電動機車行車管理系統是整車的靈魂中樞,領軍開發這項項創新技術的黃登淵教授說,這套獨創的電動機車智慧型行車管理系統,內建高速運算處理器,全數位化控制方式,內含智慧控制與即時檢測系統,提供駕駛最即時的行車狀態訊息,讓愛車隨時都保持在最佳狀態。

全國首創以形狀記憶合金作為驅動源之駐車架已獲得專利


新型式的馬達驅動技術與運動加速性能,讓愛車擁有更好的駕馭性能。在保養維修方面,貼心的自我檢測功能,提供維修技術人員完整的全車狀態訊息,讓電動機車的保養維修不再是一件困難的苦差事,擺脫長久以來維修不易的夢魘。



大葉大學武東星校長最後則總結表示,隨著環保意識的抬頭,尋找低污染、新能源替代方案的綠能產業,已經成為未來的聚焦亮點,以電力代替汽油作為動力來源的電動車,因此成為政府積極推動的新興「綠色工業」。大葉大學藉由「新型式輕型二輪電動載具車身研製與關鍵技術研發計畫」的執行,有效整合了校內跨領域專家資源,創造的研發成果不但符合綠能環保要求外,領先的關鍵技術,也為產業界提供技術移轉的新商機,尤其是大葉獨特師徒制的運作,更為國家培育出多位觀念前瞻、實務根基扎實的博、碩士人才。大葉大學未來在國內輕型二輪電動車發展的路途上將會更加努力,為國家產業發展與技術人才培育上,提供更多的貢獻。

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