Университет Клемсона и BMW представили солнечный прототип автомобиля с дополнительным запасом хода 31 миля в день

Репортаж от Wedoany，Университет Клемсона (Clemson University) совместно с BMW представили прототип электромобиля Deep Orange 17. Эта модель с интегрированной солнечной энергией и положительным энергетическим балансом предназначена для выработки большего количества энергии, чем потребляется в ходе типичного городского дня поездок, сочетая солнечные технологии, лёгкую инженерию и интеллектуальное управление автомобилем, чтобы доказать, что передвижение с положительным энергетическим балансом возможно.

Deep Orange 17 — последняя концептуальная модель проекта Deep Orange Университета Клемсона. В рамках этого проекта аспиранты автомобильной инженерии совместно с отраслевыми партнёрами выполняют проектирование, инженерную разработку и производство функциональных прототипов. Осенью 2024 года BMW поставила перед участвующими студентами задачу: может ли автомобиль вырабатывать больше энергии, чем потребляет, в ходе повседневного вождения?

Команда не стала оптимизировать решение только под стандартизированные ездовые циклы, а исходила из реальных сценариев использования. Легковые автомобили большую часть времени находятся на стоянке, что делает возможным сбор солнечной энергии в течение всего дня; студенты также спроектировали автомобиль, способный улавливать солнечную энергию во время движения, превращая солнечный свет в постоянный источник энергии.

Основой автомобиля является полностью интегрированная солнечная система — солнечная энергия здесь не вспомогательная функция, а ключевая часть стратегии движения. Более 1700 фотоэлектрических элементов интегрированы непосредственно во внешние поверхности кузова, что позволяет автомобилю собирать энергию как на стоянке, так и во время движения. Солнечные панели разработаны совместно с Институтом солнечных энергосистем Фраунгофера (Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE); они продолжают вырабатывать электроэнергию даже при частичном затенении, а внешняя защитная плёнка получает уникальный цвет благодаря передовой лазерной технологии производства.

Для оценки реальных характеристик студенты смоделировали условия окружающей среды и доступность солнечного света в Гринвилле (Южная Каролина), Франкфурте (Германия), Мадриде (Испания) и Мумбаи (Индия). При условии ежедневных поездок протяжённостью 12 миль (20 км) автомобиль во всех четырёх локациях вырабатывает достаточный избыток солнечной энергии, обеспечивая в среднем дополнительные 31 милю (50 км) запаса хода.

Положительный энергетический баланс невозможно достичь только за счёт солнечных панелей. Deep Orange 17 весит 1212 фунтов (550 кг) — примерно четверть массы многих серийных автомобилей аналогичного размера. Мультиматериальная платформа сочетает конструкционную сталь для безопасности пассажиров, алюминиевые компоненты, карбоновые структурные элементы и 3D-печатные металлические узлы, обеспечивая прочность при снижении массы. Внешний дизайн вдохновлён аэродинамическими свойствами кузовковых рыб: обтекаемый кузов снижает сопротивление при сохранении внутреннего объёма. Рекуперативное торможение, интеллектуальное распределение крутящего момента и оптимизированная система управления приводом совместно обеспечивают максимальное восстановление энергии и повышают общую производительность.

BMW поставила перед командой задачу доказать, что эффективность не должна достигаться в ущерб эмоциональному дизайну. Итогом стало двухдверное купе, название которого — Luminetta — отражает как его способность работать на солнечной энергии, так и его ретро-современное дизайнерское наследие. В салоне установлен индивидуальный человеко-машинный интерфейс, предоставляющий телеметрические данные автомобиля в реальном времени, с поддержкой Apple CarPlay и Android Auto, что создаёт подключённый опыт вождения, сочетающий инновации и практичность.

Стефан Аугустин, руководитель проектов исследований и новых технологий BMW, отметил, что это проект, который они хотели реализовать уже много лет, и студенты за последние два года преодолели множество технических проблем и ограничений, воплотив в реальность автомобиль с положительным энергетическим балансом. Харш Мангнани, участник команды Deep Orange и руководитель направления солнечной интеграции, заявил, что проект не только создал работающий прототип с положительным энергетическим балансом, но и продемонстрировал, как автомобили могут достичь большей энергетической независимости за счёт интеграции солнечных технологий.

Проект Deep Orange также является воплощением модели экспериментального инженерного образования Университета Клемсона. Студенты выполняют маркетинговые исследования, определение потребностей клиентов, разработку концепции, основное системное проектирование, изготовление компонентов и проверку характеристик, работая бок о бок с отраслевыми инженерами и управляя реальными бюджетами, сроками и техническими ограничениями. 16 студентов, участвовавших в разработке Deep Orange 17, получат дипломы 7 августа, окончив магистратуру по автомобильной инженерии. Аншул Карн, менеджер проекта Deep Orange, отметил, что магистранты редко получают возможность испытать полный процесс разработки прототипа автомобиля; немногие программы позволяют студентам начать с видения, пройти весь процесс разработки и в итоге сдать полностью функциональный прототип — именно этот опыт делает Deep Orange уникальным. Руководитель программы доктор Грег Мокко уверен, что выпускники уходят не только с дипломом, но и с ростом, который они пережили за последние два года как инженеры, как личности и как команда.

Исследования этого прототипа продолжатся в Международном автомобильном исследовательском центре Университета Клемсона (Clemson University International Center for Automotive Research, CU-ICAR) в Гринвилле, Южная Каролина, как платформа для постоянных инноваций в области устойчивой мобильности. Deep Orange 17 также планируется представить на выставке потребительской электроники (Consumer Electronics Show, CES) в Лас-Вегасе в 2027 году.