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如果你是一名在校大學(xué)生，打小的夢想，是像100年前的卡爾·本茨那樣，親手造一臺(tái)汽車。那么恭喜，你趕上了好時(shí)代。
2015年至今，“蔚來杯”中國大學(xué)生電動(dòng)方程式大賽(FSEC)已成功舉辦了八屆。該賽事讓你有機(jī)會(huì)在一年時(shí)間里，聯(lián)合幾十名小伙伴，“擺弄”3,000余個(gè)零部件，最終設(shè)計(jì)制造出一輛電動(dòng)方程式賽車——既快又酷的那種，與全國百余所高校車隊(duì)同臺(tái)競技。
雖說是“重在參與”，但哪個(gè)男孩/女孩不想拿冠軍呢？FSEC今年的冠軍屬于柳州工學(xué)院電車隊(duì)，明年也可以屬于你。但在動(dòng)手之前，你或許應(yīng)該看看這份造車指南——凝聚了幾代FSEC“過來人”的人生經(jīng)驗(yàn)。
你怎樣造車？
羅馬不是一天建成的，更不是一個(gè)人能建成的，電動(dòng)方程式賽車也是如此。
在很多大學(xué)中，F(xiàn)SEC車隊(duì)早已新老傳承多年，往屆的老隊(duì)員會(huì)給你莫大幫助。但如果你的學(xué)校還沒有車隊(duì)，一切就得從零開始，你最好立即行動(dòng)，果斷吃窩邊草，安利身邊的伙伴加入車隊(duì)。
一支車隊(duì)的人數(shù)，從20到100不等。你需要按照汽車的功能板塊，把來自機(jī)械、車輛、電氣、自動(dòng)化、材料等專業(yè)的同學(xué)分入諸如懸架制動(dòng)、動(dòng)力傳動(dòng)等若干小組，每個(gè)組再細(xì)分成設(shè)計(jì)仿真、測試調(diào)校等諸多項(xiàng)目。此外，你還需要商務(wù)、宣傳、財(cái)務(wù)乃至人事等專業(yè)的同學(xué)，一個(gè)幾十人的團(tuán)隊(duì)，管理和技術(shù)不能偏廢，兩條腿才能走路。
戀愛和打游戲這兩大校園人生大事，建議都先擱置——10個(gè)月造一輛賽車，需要高強(qiáng)度的精力投入，全年無休，每天睡五六個(gè)小時(shí)是家常便飯。通常，你最初拉起的隊(duì)伍可能有七八十個(gè)人，堅(jiān)持到最后的則很少超過 20 人。
有了同學(xué)充當(dāng)左膀右臂，你還得準(zhǔn)備一大堆照片視頻PPT，耐心做老師和學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的說服工作。學(xué)校層面的堅(jiān)定支持，對(duì)你解決造車的時(shí)間、人員、場地和資金問題大有裨益。這時(shí)你需著重強(qiáng)調(diào)賽事的安全性——比賽規(guī)則的一半以上都是為了保障安全，保障了比賽13年來零事故，也是學(xué)校能長期支持車隊(duì)的前提。
如果還不行，那就設(shè)法組織一支師生賽場觀摩團(tuán)，身臨其境感受百多所高校同齡人在比賽中的青春洋溢和飛速成長，每一個(gè)到過現(xiàn)場的學(xué)生、老師都很難不再回到賽場。
人員資金齊備后，你們還需要讀懂讀透FSEC的競賽規(guī)則，并以規(guī)則作為你們的“造車框架”。規(guī)則篇幅不長，但請(qǐng)務(wù)必細(xì)讀——它決定了你的賽車必須長成如下的模樣，更決定了你在后續(xù)比賽中到底能走多遠(yuǎn)。
FSEC競賽規(guī)則規(guī)定了賽事的三大宗旨：第一，賽事是一項(xiàng)工程競賽，比拼團(tuán)隊(duì)的工程能力，不同于一般唯車手沖線次序的“賽車”；第二，賽事重在培養(yǎng)在校大學(xué)生將課程知識(shí)轉(zhuǎn)化為工程應(yīng)用的能力；第三，參賽者可以在規(guī)則范圍內(nèi)盡情發(fā)揮，賽車的外觀、尺寸、電池電壓、車手裝備、防滾性能等都基于安全考量做了嚴(yán)格的規(guī)定。
車隊(duì)全員對(duì)規(guī)則爛熟于心后，你們終于要開始造車了。第一步是把車在電腦上畫出來，一如房子需要藍(lán)圖。在這個(gè)階段，你們需要用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件(CAD)畫出車輛的初步圖景。你的資金預(yù)算決定了圖紙中的汽車有幾個(gè)電機(jī)，能設(shè)計(jì)怎樣天馬行空的零件，車殼是鋁皮還是碳纖維，需要采購哪些零件，以及零件的大致參數(shù)。
車輛總布置透明圖
有了初步的計(jì)算機(jī)模型，接下來是計(jì)算機(jī)輔助仿真和輔助分析環(huán)節(jié)(CAE/DMU)。零件太粗太厚是否還能減重？能否替換更輕質(zhì)的材料？不必要的零件能否去除？車輛結(jié)構(gòu)能否滿足耐久測試？轉(zhuǎn)向、加速和制動(dòng)性能的大致參數(shù)如何？散熱是否設(shè)計(jì)合理？空氣動(dòng)力學(xué)表現(xiàn)又如何？這些問題都將在這一階段得到初步答案。
整車外流場流線圖
在保證剛度、強(qiáng)度和耐久的前提下，更輕質(zhì)量的車會(huì)有更高的性能，這是你們贏得比賽的鐵律。輔助分析和輔助仿真得出的結(jié)果，可以回歸到原始設(shè)計(jì)，一遍遍優(yōu)化。如此循環(huán)往復(fù)，整車的性能目標(biāo)也就得以一步步朝前邁進(jìn)，更新迭代。
隨著計(jì)算機(jī)輔助階段的工作告一段落，實(shí)車加工制造環(huán)節(jié)開始。一部分零件需要外包給校外工廠，把設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)參數(shù)，以及最重要的錢(以及無盡的跟加工廠反復(fù)對(duì)接加工工藝、參數(shù)和質(zhì)量的耐心)準(zhǔn)備好就行。剩余零件則需要你動(dòng)用學(xué)校的設(shè)備和車間來加工制造。車身部分甚至需要手工加工，將碳纖維固化、脫磨、拋光、噴漆；車架則需要用到切割、焊接等硬核手藝。
與此同時(shí)，線路和電路板都屬于非標(biāo)準(zhǔn)件，自己手工制造也是樣品階段必不可少的過程。該階段非?？简?yàn)機(jī)械原理、電子電器、金工實(shí)習(xí)課程的實(shí)際應(yīng)用。有志于加入車隊(duì)者最好具備較強(qiáng)的動(dòng)手能力，鉗工優(yōu)先，手殘勿進(jìn)。
所有零件都加工完成后就開始組裝，這時(shí)會(huì)暴露一系列問題。零件公差太大？這個(gè)孔開小了？那個(gè)塞不進(jìn)去？這個(gè)參數(shù)設(shè)錯(cuò)了？那個(gè)材料選錯(cuò)了？因此，組裝的過程往往是對(duì)零件的再調(diào)整。
看到組裝完的賽車呱呱落地，應(yīng)該是你整場賽事中僅次于拿冠軍的享受時(shí)刻。別急，你暫時(shí)還只能推著車走，此時(shí)還需要完成電池模組、電池管理系統(tǒng)、電機(jī)和電機(jī)控制器的控制軟件設(shè)計(jì)與編程。等到軟件根據(jù)需求順利調(diào)配能量，將其從電池流向電機(jī)后，你的車才能真正跑起來。
別高興的太早，車子跑起來又會(huì)暴露很多問題。速度為什么只有區(qū)區(qū)5km/h，還趕不上走路？這里的程序?qū)戝e(cuò)了？那里的參數(shù)設(shè)置不合理？車渾身異響？遍地掉零件？這里燒了？那里斷了？你需要在接下來的實(shí)車測試中不斷調(diào)整參數(shù)，改進(jìn)設(shè)計(jì)，重新加工裝配，保證你的寶貝愛車不至于在參賽時(shí)馬失前蹄。懸架、減振器和空氣動(dòng)力學(xué)的部分，在測試時(shí)尤其不要吝嗇輪胎。
在經(jīng)歷懸架、制動(dòng)、空氣動(dòng)力學(xué)、動(dòng)力分配，電池充放電功率、能量管理等方面的反復(fù)調(diào)試和改進(jìn)設(shè)計(jì)后，你的車總算能開得有模有樣，有實(shí)力去賽場上與全國同道一決高低了。但怎樣的比賽策略，才能助力你脫穎而出？
你怎樣拿冠軍？
FSEC賽事的宗旨之一，是：“通過解決一些現(xiàn)實(shí)中的工程應(yīng)用問題，來鍛煉同學(xué)能力，使其適應(yīng)將來在相關(guān)行業(yè)的就業(yè)”。
因此，該賽事在賽程設(shè)置上有別于其他任何賽車運(yùn)動(dòng)：它包含一組靜態(tài)項(xiàng)目：商業(yè)報(bào)告、賽車設(shè)計(jì)、成本與制造分析，賽車在這一環(huán)節(jié)全程“靜止”不動(dòng)，分值卻高達(dá)350分，占總分的35%。如果你在這里一分沒拿，后面開得再快再穩(wěn)也休想拿到名次。
靜態(tài)項(xiàng)目的考察并不主觀。
“商業(yè)報(bào)告”項(xiàng)目，需要你闡述所造之車背后的商業(yè)邏輯，假定把車給推向市場，并規(guī)劃賽車的生產(chǎn)場地、運(yùn)輸和招商方案、推廣和銷售策略、項(xiàng)目進(jìn)度規(guī)劃等諸多環(huán)節(jié)。FSEC不但考察你的工程能力，還要把整個(gè)車隊(duì)假想成一個(gè)“主機(jī)廠”，考察其管理能力。
“賽車設(shè)計(jì)”項(xiàng)目，你可以簡單理解為：一群工程師(車隊(duì)隊(duì)員)向另一群工程師(裁判員)闡述自己過去一年的工作成果(賽車)。這要求你充分理解自己做的是什么，為什么要這么做，做的結(jié)果又如何，下一步的改進(jìn)方案是什么。若你闡述不出來，裁判可以合理認(rèn)為你沒有充分學(xué)習(xí)和正確應(yīng)用這部分知識(shí)，你只是照搬了別人的方案，那么不管賽車的性能多優(yōu)異，你都將得不到分?jǐn)?shù)。
在“成本與制造分析”項(xiàng)目中，評(píng)委會(huì)細(xì)致考察你一系列關(guān)于“性價(jià)比的問題”。成本是否能對(duì)應(yīng)性能？整臺(tái)車的每一個(gè)零件的設(shè)計(jì)、選型、加工、工藝、裝配，你是否充分考慮成本？這些靈魂拷問清晰明白告訴你，純粹的氪金黨在FSEC賽事中是沒有活路的。
靜態(tài)測試的同時(shí)，你的寶貝車還要通過車輛檢查，包括：技術(shù)規(guī)范、安全規(guī)范、側(cè)傾檢查、電池箱檢查、電控檢查、車手逃生、淋雨絕緣測試(噪音測試)、制動(dòng)測試等。只有都通過了，才有資格駛?cè)胭惖绤⒓觿?dòng)態(tài)項(xiàng)目。根據(jù)往年的情形，這一部分的淘汰率高達(dá)30% - 50%——三分之一到一半的車隊(duì)，連駛?cè)胭惖绤①惖馁Y格都沒有拿到，就被迫打道回府。
原因何在？問題絕大部分出在沒有重視、讀懂、讀透規(guī)則。因此，一定要在你的車輛定型后，仔細(xì)對(duì)照賽事規(guī)則，進(jìn)行模擬車檢。
靜態(tài)項(xiàng)目和車檢都通過后，你們終于進(jìn)入到最激動(dòng)人心的動(dòng)態(tài)項(xiàng)目環(huán)節(jié)，包括：直線加速測試、8字環(huán)繞測試、高速避障測試、耐久測試、效率測試。大體而言，前三項(xiàng)屬于“越快越好”，后二項(xiàng)則是“越穩(wěn)越好”。
直線加速測試最簡單粗暴，從靜止開始起步，0 到 75 米的直線加速，加速度越快、耗時(shí)越短分?jǐn)?shù)越高，8字環(huán)繞測試也是同理。需要注意的是，相對(duì)而言，這兩項(xiàng)測試的總分都不高，你不需要把調(diào)試資源和精力過分傾斜在這些項(xiàng)目，而這就涉及到比賽的策略。
歷年的冠軍車隊(duì)，各自的比賽策略千差萬別。有的車隊(duì)走極致的輕量化路線，用低一半的重量在綜合性能上戰(zhàn)勝對(duì)手；也有車隊(duì)遵循木桶原理，各方面都均衡，各分項(xiàng)分?jǐn)?shù)都不是第一，甚至前三都不是，但總分卻能出人意料拔得頭籌，這是精密計(jì)算+善用規(guī)則的結(jié)果。當(dāng)然，也不乏各科都拿第一，門門壓倒性優(yōu)勢的三好學(xué)生車隊(duì)?？傊嗔孔陨韺?shí)力，找到適合自己的比賽策略。
當(dāng)然，性能再好的車也需要人來開，車手的培養(yǎng)和選拔必不可少。不同車隊(duì)各自的培訓(xùn)機(jī)制不盡相同，但主力車手一般都會(huì)從車隊(duì)里熱愛駕駛的骨干成員中產(chǎn)生。
直線加速測試不太需要駕駛技巧，其它項(xiàng)目則相對(duì)考驗(yàn)駕駛水平。通常而言，在技術(shù)接近的情形下，體重越輕越占優(yōu)勢，所以每年賽場上都不乏出色的女車手。建議你比賽前動(dòng)員車隊(duì)中所有有駕照的成員，定期通過卡丁車、模擬器磨礪駕駛技能，強(qiáng)化體能訓(xùn)練，從中選拔出最適合的車手。
但平心而論，優(yōu)秀的車手并不能很大程度左右比賽勝局。根據(jù)賽事規(guī)則，每個(gè)車隊(duì)至少需要4名車手，才能完成所有比賽項(xiàng)目。即便你隊(duì)里有一名車神，要想輕松贏下整場比賽也是有心無力。
充分的前期準(zhǔn)備和適合的競賽策略，才是贏得比賽的關(guān)鍵，F(xiàn)SEC歸根到底是一項(xiàng)工程競賽，比拼的是團(tuán)隊(duì)的工程能力。
比賽完了，將收獲什么？
FSEC比賽結(jié)束的那一刻，勝負(fù)本身已塵埃落定。但無論最終是否收獲了冠軍，對(duì)參賽學(xué)生而言，賽事給人生帶來的改變才剛開始。
“用一年多的時(shí)間把書本上的知識(shí)轉(zhuǎn)化為一輛實(shí)際的賽車，這本身就是最大的獎(jiǎng)勵(lì)。大家會(huì)在未來職業(yè)生涯中感受到這一年多的付出對(duì)人生的意義。”今年的頒獎(jiǎng)典禮上，蔚來創(chuàng)始人李斌如此鼓勵(lì)所有參賽學(xué)生。
進(jìn)入車隊(duì)、經(jīng)歷賽事后，參賽學(xué)生早已習(xí)慣于利用檢索、論壇、圖書館，或者通過與專業(yè)人士討論，去主動(dòng)積累和拓展某個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)和應(yīng)用。學(xué)生們將找到了適合自己的終身學(xué)習(xí)方法。
參賽學(xué)生也將明白，只要通過努力，最終一定能夠在某個(gè)專業(yè)領(lǐng)域獲得愉悅與滿足。這個(gè)愉悅不是來自冠軍獎(jiǎng)杯，而是忍耐持久學(xué)習(xí)的痛苦，收獲長周期回報(bào)的持續(xù)滿足和成就感。換言之，收獲了“高延遲滿足”的能力。
最后，具體到汽車專業(yè)領(lǐng)域，參賽大學(xué)生的成才周期也會(huì)大大縮短。畢竟，很多畢業(yè)生經(jīng)過三五年才初步融入汽車企業(yè)，再過三五年才能做上屬于自己的獨(dú)立項(xiàng)目，這還只是整車中非常小的一個(gè)細(xì)分。而參賽學(xué)生在大學(xué)階段已經(jīng)設(shè)計(jì)制造出過一臺(tái)又一臺(tái)的整車，麻雀雖小，五臟俱全，專業(yè)視野會(huì)寬廣得多。
“汽車人才是工科人才，如果沒有實(shí)踐，只學(xué)習(xí)書本是沒用的。”以賽事作為實(shí)踐條件，為中國汽車教育進(jìn)行了有益的補(bǔ)充，是蔚來汽車創(chuàng)始人李斌聯(lián)合中國汽車工程學(xué)會(huì)于2010年發(fā)起中國大學(xué)生方程式大賽(FSC)的初衷。
2015年11月，原FSC電動(dòng)汽車組獨(dú)立成賽，成立中國大學(xué)生電動(dòng)方程式(FSEC)大賽，而蔚來汽車作為冠名合作伙伴，一如既往持續(xù)支持賽事。2021賽季，蔚來又正式啟動(dòng)對(duì)FSAC中國大學(xué)生無人駕駛方程式大賽的支持。十三年，中國大學(xué)生方程式系列賽事參與學(xué)生近5萬名，為中國汽車產(chǎn)業(yè)輸送了大量優(yōu)質(zhì)后備軍。
FSEC賽事經(jīng)歷，會(huì)是大學(xué)生求職時(shí)胸有成竹的敲門磚；會(huì)是汽車企業(yè)特殊認(rèn)可的標(biāo)記物；還會(huì)是數(shù)萬名參賽學(xué)生的特殊情感紐帶。他們將在中國汽車產(chǎn)業(yè)的職場重逢，相互提攜，一路同程。
多年以后，面對(duì)面試官，愿他們還會(huì)想起和小伙伴一起造車、一起比賽的那些個(gè)下午。
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