當 U-CAR 正聚焦於 2014 臺北車展之際,U-CAR 網友於 2014 年 1 月 3 日在討論區中發表了一篇名為「有人知道這是哪台嗎」的文章,間諜照中的車款雖然掛上了「試 3018」的試車牌,但卻不是編輯團隊所熟悉的市售車款。秉持著追求真相的精神,U-CAR 了解到這輛神秘車款為國立高雄應用大學阿波羅車隊所打造的 Apollo VII (阿波羅 7 號) ,在臺北至高雄的道路長征途中,被 U-CAR 網友捕獲。

因為 U-CAR 討論區中的一張間諜照,讓 U-CAR 編輯團隊決定從臺北搭上高鐵,前往南臺灣的高雄應用科技大學,因為圖中的這輛 Apollo VII (阿波羅 7 號) 不僅是輛學生團隊的作品而已,而是臺灣道路中相當罕見、擁有車牌的純太陽能動力車款。

討論區的這一張間諜照,也讓 U-CAR 編輯團隊決定從臺北搭上高鐵,前往南臺灣的高雄應用科技大學,直擊 Apollo VII 太陽能車的真實面貌。我們也發現,Apollo VII 不僅是輛學生團隊的作品而已,而是輛掛有合法車牌、具有在一般道路行駛權利的純太陽能動力車。

屢次代表臺灣,遠征各國的阿波羅車隊

為了一窺 Apollo VII 的真面目,我們來到了阿波羅車隊的所在地,那就是位於國立高雄應用科技大學 (以下簡稱高應大) 內的教育部南部太陽能學校。相較於陰雨綿綿的北臺灣,位於熱情南臺灣的南部太陽能學校,可以說是臺灣太陽能科技發展與應用的重鎮,並在 2005 年成立後為業界和學界提供不少太陽能科技與技術方面的支援。

於 1998 年成立的阿波羅太陽能團隊可以說是臺灣最具代表性的太陽能車隊,其中 Apollo V (阿波羅 5 號) 曾參加日本、臺灣與澳洲的太陽能車比賽,並 2 度奪下世界第 2 名的嘉績。

不過在南部太陽能學校落成之前,臺灣其實就有一群人默默地在太陽能領域耕耘,那就是由艾和昌教授領軍、於 1998 年成立的阿波羅太陽能團隊。時到今日,阿波羅車隊也成為代表臺灣出國進行太陽能車競賽最多次的隊伍,可以說是臺灣最具代表性的太陽能車隊。

阿波羅車隊成員來自高應大各個不同科系,從模具系、機械系到電機系,雖然沒有汽修相關科系,這支由大學生所組成的隊伍,卻能夠在國際大賽上與其他資金雄厚的專業團隊抗衡,確實相當難得。

當阿波羅車隊在 2003 年以 Apollo IV (阿波羅 4 號) 首次參加 WSC2003 澳洲第 7 屆世界太陽能車挑戰賽時,就拿下全亞洲最快、世界第 7 名的成績。之後推出的 Apollo V (阿波羅 5 號) 也陸續參加日本、臺灣與澳洲的太陽能車比賽,並 2 度奪下世界第 2 名的嘉績。而在 2010 年誕生的 Apollo VI (阿波羅 6 號) 則征戰同年的 ASC 美國太陽能車挑戰賽,以及 2011 年的澳洲世界太陽能車挑戰賽,分別拿下第 7 名和第 9 名的成績。

打造阿波羅車隊賽車的實驗室和工作室也位於南部太陽能學校內。其中位於 1 樓的實驗室,不僅擁有了價值千萬的太陽電池模組之封裝,也放置了太陽能電池自動焊接機台、太陽能電池模組檢測機和雷射切割機。
除了製作太陽能電池模組的實驗室,位於 2 樓的工作室也是學生進行太陽能賽車組裝的重要場所。

而打造阿波羅車隊賽車的實驗室和工作室也位於南部太陽能學校內。其中位於 1 樓的實驗室,不僅擁有了價值千萬的太陽電池模組之封裝,也放置了太陽能電池自動焊接機台、太陽能電池模組檢測機和雷射切割機,能夠針對不同需求,進行不同類型太陽能電池的封裝與製作。這些設備不僅能夠讓阿波羅車隊滿足開發太陽能車款的需求,也得以讓其進行產學合作,協助廠商進行相關的太陽能電池實驗和打樣,對車隊和太陽能學校所需的運作基金進行補貼。

資金來源、人才斷層成隱憂

艾和昌教授與車隊成員概略的講解後,我們也了解到太陽能電池晶片可大致分為結晶矽和砷化鎵兩種不同種類;其中市面上常見的單結晶矽背板擁有了 22%左右的能源轉換效率,至於競賽用的航太衛星級砷化鎵背板則擁有達 36%的能源轉換效率。

雖然僅有 10%左右的效率差異,但兩者的成本差異卻高達百倍,以全車造價 2,000 萬元的 Apollo VI 為例,其砷化鎵太陽能電池就要價 1,500 萬元,此外,車隊出國參賽一次的旅費也至少要 200 萬。所以就算不需耗費燃油,但太陽能賽車仍是一項燒錢的資本競賽。面對這高昂的運作成本,資金當然也成為筆者想要了解的問題。

結晶矽和砷化鎵兩種不同的太陽能晶片雖然僅有 10%左右的效率差異,但成本差異卻高達百倍,以全車造價 2,000 萬元的 Apollo VI 為例,其砷化鎵太陽能電池就要價 1,500 萬元。所以就算不需耗費燃油,但太陽能賽車仍是一項燒錢的運動。面對這高昂的運作成本,資金當然也成為筆者想要了解的問題。
艾和昌教授表示,阿波羅太陽能車隊從 2008 年到現在已進入了自力更生的階段。目前阿波羅車隊的經費主要需仰賴臺灣各大廠商贊助,其次則透過產學合作的機會或協助廠商進行太陽能晶片實驗的方式募集。

即便早期曾有國科會計畫支持,且南部太陽能學校在成立頭 4 年有教育部資助,但艾和昌教授表示,太陽能車隊從 2008 年到現在已進入了自力更生的階段。目前阿波羅車隊的經費主要需仰賴臺灣各大廠商贊助,其次則透過產學合作的機會或協助廠商進行太陽能晶片實驗的方式募集。而 2013 年的計畫則是透過經濟部能源局進行支持,對可商業化的太陽能車開發進行相關研究。

不過令人意外的是,與車隊運轉息息相關的資金,反而不是艾和昌教授最擔憂的問題,因為只要阿波羅車隊能夠在國外寫下成績,臺灣廠商就會給予一定的贊助和捐獻。俗話說「鐵打的營盤,流水的兵」,人才與經驗傳承的問題,才是艾和昌教授最擔心的未來發展。

雖然資金相當重要,但不過令人意外的是,人才流失反倒是艾和昌教授最擔憂的問題。就如同俗話說「鐵打的營盤,流水的兵」隨著資深的學生畢業、升學、服兵役,阿波羅車隊現在面臨了技術發展的斷層。

隨著高年級的學生畢業、升學、服兵役,低年級學生的專業科目學識訓練仍不足,對於高階的工作及原理未能知曉,必須耗費大量時間教授,因此阿波羅車隊現在面臨了技術發展的斷層。此外,由於車隊工作繁忙且沉重,所以許多資深學生都離開車隊,如果沒有大三學生願意接班,帶領車隊的重責大任就會落在大一與大二學生上。雖然歷年來的經驗都被建立在資料庫內,但是在沒有資深學生的帶領下,實務面上的經驗可能無法有效傳承,車隊在車輛製作過程也可能會面臨過去發生過的錯誤。

廣  告

全碳纖維車體、0.28Cd 低風阻

在深入了解背景故事後,我們也終於與臺灣首輛領牌的太陽能電動車 Apollo VII 見面。不過相較於阿波羅車隊長期投入的 3 輪單人座競賽型太陽能電動車,Apollo VII 在設計概念方面明顯地有所不同,改而採用了 4 輪雙人座的都會用車設定。

相較於阿波羅車隊長期投入的 3 輪單人座競賽型太陽能電動車,Apollo VII 在設計概念方面截然不同,採用了 4 輪雙人座的都會用車設定。根據艾和昌教授與車隊成員的說法,都會用太陽車的想法其實在 2008 年就開始發想,而從競賽型轉至都會型用車的關鍵原因之一,在於太陽能電池成本的下降。

艾和昌教授表示,都會用太陽車的想法其實在 2008 年就開始發想,至於 Apollo VII 的計畫則從 2009 年後啟動,而從競賽型轉至都會型用車的關鍵原因之一,在於太陽能電池成本的下降。從 2008 年開始,中國市場開始積極投入太陽能產業的開發與研究,大量的需求和供給亦促使全球的太陽能電池成本隨之下降,這改變也為太陽能帶來了商品化的可能性。

看準這發展方向,阿波羅車隊決定賦予 Apollo VII 都會化的特性,而負責 Apollo VII 造型設計的則是阿波羅車隊隊長、目前就讀高應大模具系四年級的施伯宇同學。雖然目標是要向道路發展,但 Apollo VII 在車身尺碼上卻比任何大多數市售車都還要小,全車長在 4.5 公尺內、寬小於 1.8 公尺、高則在 1.2 公尺以內。

看準這發展方向,阿波羅車隊決定賦予 Apollo VII 都會化的特性,而負責 Apollo VII 造型設計的則是阿波羅車隊隊長、目前就讀高應大模具系四年級的施伯宇同學。

即便 Apollo VII 在外觀造型方面仍具有濃厚的學生作品色彩,不過 Apollo VII 等比例的車體模型其實經過風洞實驗,寫下 0.28Cd 的低風阻係數。值得一提的是,如同前幾代競速型太陽能車,Apollo VII 全車車體亦同樣由 CFRP 碳纖維複合材料製作而成,隊長施伯宇也表示,Apollo VII 車體架構其實是以 McLaren MP4-12C 的 Carbon Fibre Monocoque 碳纖維單體結構為創作靈感打造。

即便 Apollo VII 在外觀造型方面仍具有濃厚的學生作品色彩,不過 Apollo VII 等比例的車體模型其實經過風洞實驗,寫下 0.28Cd 的低風阻係數。雖然動力不大,對車重僅有 300 多公斤的 Apollo VII 來說,極速仍能達到每小時 100 公里的極速表現。而搭載了 15 kWh 的鋰高分子電池組,更可為 Apollo VII 帶來達 400 公里的純電動定速巡航距離。

在動力方面,Apollo VII 採用了後輪驅動的配置,於左後輪搭載了單一的碟式輪鼓形電動馬達,擁有 2.5kW (約 3.4 匹最大馬力) 的動力輸出。雖然動力不大,對車重僅有 300 多公斤的 Apollo VII 來說,極速仍能達到每小時 100 公里的極速表現。而搭載了 15 kWh 的鋰高分子電池組,Apollo VII 的純電動 (不透過太陽能板充電) 巡航距離、依時速不同,可達 300~400 公里之間,讓其具備了夜間行駛的能力。

在現有汽車產業中,對於純電動車的標準,是以 1kWh 的電量,可以行駛 5 公里為基準,不過那是金屬車體的產品。BMW i3 是以 CFRP 車體達到 1kWh 行駛 7.7 公里。而車隊極度輕量化,因而可以達到每 kWh 可行駛 20 公里以上。

在臺灣掛牌上路之前,Apollo VII 已在 2013 年 10 月份舉辦的 WSC 澳洲太陽能車挑戰賽中完成 Cruiser Class 組別的 3,000 多公里長征、拿下第 6 名的成績。

除了在兩年一度、2013 年 10 月份舉辦的 WSC 澳洲太陽能車挑戰賽中完成 Cruiser Class 組別的 3,000 多公里長征、拿下第 6 名的成績,Apollo VII 也在 2014 年 1 月 1 日從臺北出發,經由西濱快速道路抵達高雄,在臺灣道路上成功驗證其動力能耐;也就是在此時,Apollo VII 被 U-CAR 眼尖的網友捕獲,並被分享到討論區中。

跨入賽車座艙,Apollo VII 短暫體驗

就在我們進行討論與訪問之際,阿波羅車隊已在高應大運動場上將 Apollo VII 準備好,準備讓我們進行第 1 手試駕。停妥在操場跑道上的 Apollo VII 如同玩具般嬌小,打開其輕盈的碳纖維車門後,映入眼簾的是如同工廠賽車的極簡車室。為了滿足 2013 年 WSC 澳洲太陽能挑戰賽的競賽需求,因此 Apollo VII 除了方向盤、跑車座椅以及旅程電腦外,沒有多餘的裝飾配置;車體架構除了碳纖維外,亦在車室內配置了防滾籠進行強化。

打開其輕盈的碳纖維車門後,映入眼簾的是如同工廠賽車的極簡車室。嚴格來說,Apollo VII 確實是輛經過 2013 年 WSC 澳洲太陽能挑戰賽的賽車,因此除了方向盤、跑車座椅以及旅程電腦外,沒有多餘的裝飾配置。

Apollo VII 所搭載的方向盤相當簡單,以 CNC 切割出來的鋁片和電工膠帶組成,並將方向燈、喇叭整合在其中。掛在一旁的液晶螢幕為 Apollo VII 的儀表板,能夠顯示電壓、時速、太陽能電池充電狀態等資訊,中控台上則配置了多個啟動開關,可對通風風扇、電池電源、前進後退等功能進行切換操作。

雖然測試場地僅限高應大的田徑場,且太陽能車本來就不是以操控性能為出發點進行設計,不過我們在有限的時間內,仍能感受到太陽能車與一般市售車不同的操作特性。隨著筆者採下油門 (電門) ,位於駕駛人正後方的左後輪也隨著電動馬達帶動咖咖作響,並在速度提升後轉變為齒輪高速運轉的共鳴。

除了明顯的聲響外,缺乏空調設備的 Apollo VII 最容易讓令人感受較悶熱的乘坐環境,不過這與臺灣的氣候也有部分關係;施伯宇同學也表示,雖然在澳洲參賽時的氣候較為炎熱,但或許是較為乾燥的緣故,車艙的整體感受反而沒有在臺灣駕駛時悶熱。

Apollo VII 在動力傳輸的感受上其實與其他電動車沒有明顯差異,能夠相當輕快地推動 Apollo VII 前進,並達到一般道路所需的法定時速。不過由於僅靠左後輪進行驅動,因此駕駛 Apollo VII 時仍需要進行轉向修正。
採用了 1:1 的轉向系統,使 Apollo VII 擁有了相當緊實的轉向力道,不過符合空氣力學需求的覆蓋式輪拱也多少限制了 Apollo VII 的轉向幅度。

Apollo VII 在動力傳輸的感受上其實與其他電動車沒有明顯差異,能夠相當輕快地推動 Apollo VII 前進,並達到一般道路所需的法定時速。不過由於僅靠左後輪上的單一一具電動馬達進行驅動,因此駕駛 Apollo VII 時仍需要進行轉向修正,也因為採用了 1:1 的轉向系統,使 Apollo VII 擁有了相當緊實的轉向力道,此外,符合空氣力學需求的覆蓋式輪拱也多少限制了 Apollo VII 的轉向幅度,讓迴轉半徑來到 9 公尺左右。

太陽能未來可能就在眼前

取之不盡、用之不竭的太陽能,是人類一直以來想要切入的能量來源。雖然對多數人來說,太陽能或許有點遙遠,但這距離可能比我們想像得還要近很多,艾和昌教授指出臺灣目前已擁有了相當成熟的太陽能產業鏈,而隨著美國電動車廠 Tesla 以 Model S 改變人們對電動車的觀感,同樣採用電動動力驅動的太陽能車在距離上也離我們更近了一些。

即便只是輛由學生團隊打造的作品,但 Apollo VII 已在真實道路上測試過其能耐,而在經過短暫的試駕體驗後,我們也親眼見證了太陽能動力系統的可能性,我們也期望在不遠的將來,在市面上也能看到採用太陽能進行動力輔助的車輛。