一文看懂頭條類型

創新學習 清大勇闖國際方程式賽車

你知道清大在學生方程式賽事上躋身國際,成績非凡嗎?在7年不斷努力下,今年邁向創立50週年紀念的清大工學院,積極推動跨域師生團隊,由燃油車、電動車,再到自駕車,一路不停挑戰極限,凝聚出令人刮目相看的強勁實力。

賽車-清大-車隊-工程-程式-機械-師生 「清大賽車工廠」目前由動力機械工程學系林昭安教授與王培仁教授帶領與指導。圖片來源:國立清華大學
其他

在往下閱讀之前,你必須打破一個先入為主的觀念。

賽車不只是娛樂、興趣或競賽。它更是整合多重學門的系統工程,對未來產業發展也可能多所助益,扮演前導角色!

大力推動「清大賽車工廠」的清大工學院副院長林昭安便指出,目前全球已有一千多支學生車隊,成為規模最盛大的工程競賽,更是企業關注、支持、贊助的目標,絕對不只是學生的課外活動而已。

尤其,學生方程式賽車的參賽團隊必須包辦車輛設計、製造,以及成車後的各項測試,完全從零開始打造一輛全新賽車;而比賽內容除了技術檢測及動態競賽,還要加上成本報告及商業報告的靜態評比,觸及面向非常廣泛,對師生來說成為極佳的實作歷練。

「清大賽車工廠」團隊,遠赴國外參與學生方程式賽車國際比賽。

全球大學拚實力 學生方程式賽車不可小覷

「之前我就認為清大一定也要投入,才知道自己在全球舞台的實力。」早在林昭安擔任動力機械工程學系系主任期間,就鼓勵學生組隊參加方程式賽車。

放眼全球,第一流大學都會踴躍參賽,而且競賽積分皆納入排名,建立起全球認可的基準。因此2015年,清大便組成學生方程式賽車隊伍,隔年即派出自行研發組裝的燃油車,首度進軍日本學生方程式賽車(Formula SAE)。

一開始,儘管成績並不特別理想,但累積實戰經驗後,逐漸展現爆發力。到了2019年,儘管才二度在日本學生方程式賽車挑戰電動車,就拿下電車組第2名佳績,在98支參賽隊伍中總排名第9,同時獲得「最佳電子系統設計獎」第2名及「最佳效率獎」第3名,世界排名也衝上第21名。回顧當年盛況,不只學生相當投入,企業也非常重視,像是TOYOTA、HONDA、YAMAHA等一流日本車廠皆踴躍贊助,總贊助廠商更超過200家,顯見產業界對高等學府的研發能量亦不願小覷。

清大賽車工廠於日本名古屋參賽大合照。

而到了2020年,清大賽車工廠更發表第三代電動方程式賽車「清華五號」 (TH05),從時速0加速至100公里只要2.7秒,表現超越知名英國電動跑車,直追特斯拉的2.6秒。

清大賽車,就這樣一棒接一棒,在研發上精益求精,為何總能表現不凡,從燃油車、電動車,如今又準備迎接自駕車挑戰,持續更上層樓?

答案就在「超高自製率」。

「清大賽車工廠」團隊親力親為,自行設計、研發賽車。

超高自製率 成技壓群雄秘密武器

隊長林庭偉分析,很多車隊習慣以現成品進行拼裝,但清大車隊特色就是超高自製率,很多零組件會自己製作或自行設計、改造,因此達到更強的原創性,調校出更優異的性能。

以「清華五號」為例,超強的加速力,關鍵就在於每顆輪子皆有馬達驅動,因此馬力更強。從大一就加入車隊的林庭偉表示,舉凡電池、控制模組、電動控制器,團隊總是儘量親力親為,自行設計研發,因此才獲得傲人佳績。

舉例來說,動機系固奈組的隊員,負責進行電池箱體、電池模組及馬達外殼的受力分析,以確保結構在動態之中不會損壞;而動機系熱流組的隊員,則針對電池、驅動器及馬達散熱進行分析,確保在耐久賽中不會過熱導致故障及危險,並能發揮最大的效率。

另外,資工系的隊員,會特別針對電池管理系統及驅動器等控制演算法進行優化;電機系的隊員,也會針對馬達驅動進行設計及優化演算法,並強化馬達的磁路設計等。

至於動機系機械設計組的同學,還會細心確保所有隊員設計的加工件能否正常加工,並思考更好的設計及加工方式,以降低製造成本及時間,並增加機械強度。最後,動機系電控組的同學,會負責將整車的電子系統架構起來,讓所有系統間的配合能夠順利且正常運行。

清大車隊於賽前將車子調整至最佳狀態以利上場比賽。

難能可貴的是,這些努力都是學生自動自發的成果,靠的全是熱血與熱情。

走進清大工程一館後方的科儀中心,裡頭就像個大工廠,設置有雷射切割、3D列印等設備,「清大賽車工廠」的秘密基地就藏在這裡,很多零組件也都在此量身打造。

「這裡無時不刻都有成員在,就連半夜也不例外!」一路擔任指導老師的清大動力機械工程學系教授、同時也是清大科儀中心主任王培仁笑著說,就像台灣有很多隱形冠軍在默默努力,學生只要能找到舞台,就會激發出追求卓越的熱情,做得跟全球頂尖學府一樣好。

「清大團隊很願意自動自發,投入心力進行賽車研究,因此儘管賽車屬於課外活動,但也更像一種自主學習激勵。」林昭安有感而發,對學生表現高度肯定。「以前,我曾認為這一代的大學生可能不行,但後來他們的表現讓我完全改觀,透過參賽累積經驗,從實際打造賽車中解決問題,讓學生得到非常完整的磨練。」

學生透過參賽從實際打造賽車中解決問題、累積經驗。

激發自主學習動能 工學院師生更上層樓

出色的排名,亮眼的成績,證明學生確實很有能力,清大工學院也不斷努力創造自由揮灑的舞台,讓師生展現實力與熱情。

七年下來,「清大賽車工廠」共吸引一百八十多位成員加入,目前則有七十多位成員,其中超過八成來自動力機械工程學系,也有工業工程與工程管理、化學工程等系所,另亦有物理、資工、科管、人文社會學院等背景成員加入,並細分為流體力學、制動、動力、電系、底盤、車架、無人車等小組,也設有負責公關、行銷、募款的行政專員,就像具體而微的小型企業,如何永續經營與管理也是一門學問,成為學子難得的多元學習機會。

而為了讓疫情期間持續累積研發能量的團隊成員再上層樓,今年清大車隊首要目標,就是緊鑼密鼓集結各方資源,鎖定歐洲,投入德國等地賽事,再度挑戰世界舞台,也加快自駕車的技術研發,強化影像處理、感測器技術、導航系統等面向研究。

這樣的師生通力合作,在在推動清大工學院進行改變,林昭安便表示,動力機械工程學系正研究如何將部分教學與賽車實作結合,除了已將「賽車實作專題」納入課程,未來諸如電路電子、流體力學等專業課程,也可望部分與賽車互相融合,讓師生在做中學,學中做,更進一步提升清大工學院與動力機械工程學系於國際競賽的能見度,創造更耀眼的傲人佳績。

你可能有興趣
廣告
#廣編企劃|【2024關鍵字Ep.13】#財富趨勢–全球經濟正反抗地心引力,2024 投資如何跟著躍升?
最新訊息
非會員1-未設定時間
訂閱天下雜誌電子報

天下雜誌當期內容的精華與延伸,每周三發送最具時效性的深度內容