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未來車的車輪不見 車「腳」出現

商業周刊 第915期   / 文 林正峰

愛知博覽會現場》駕駛工具的智慧革命
21世紀的未來車,不在於強調跑得更快,而是如何善待人、親和環境與連結未來都市的智慧網絡,愛知博覽會生動演繹出未來車的趨向。

商周第915
出刊日2005.6.6
愉悅音樂聲中,十二部i-unit逐一駛入霓彩繽紛的圓形劇場,在滿場一千六百隻眼睛凝視下,輕快地旋舞,這場愛知博覽會豐田集團館的未來車秀,二十分鐘的表演,令全場觀眾目眩神迷。 在博覽會場露面的二十一世紀交通工具,無論是擴展個人移動能力的i-unit、採用氫燃料電池的FCHV公車,運用尖端智慧運輸網絡的IMTS自動車隊,抑或低噪音、低震動、低耗能的磁浮列車,追求的目標,不在於強調跑得更快,而是如何善待人、親和環境與連結未來都市的智慧網絡等三大方向。 俐落如紅鶴般,在九十公分的迴轉半徑內輕鬆轉身,是i-unit的拿手絕活。i-unit是部變形車,分為低速與高速兩種模式。當低速行駛時,前、後輪靠攏,間距收縮到最短,讓車身挺直,乘坐在車上,人與車幾乎成為一體,可以在狹小空間內,靈活地執行進、退、迴轉等動作。一旦「變身」為高速狀態,i-unit拉開前、後輪距,重心降低,駕駛人身體後傾,如同沉入迷你型單人座賽車,呈躺坐姿態。 「未來車的重點設計方向之一,就是考量個人化的需求,」豐田館副館長江夏俊朗說。 設計方向 擴展行動力,融入社會角落
回顧二十世紀的汽車造型,體積遠大於人,基本理念在於人、車不同質,車子一方面以層層鋼板保護了駕駛人與乘客,本身卻成為道路上的咆哮巨獸,給周遭行人帶來威脅。「人、車、路是運輸問題的三大中心,其中『人』是最弱勢的一環,」交大電機與控制工程系教授吳炳飛指出。 為了便利車子通行,現代化的社會必須建構大量的汽車專用道,占據許多空間。i-unit卻要扭轉此一成見,讓車既可擴展個人行動力,又能融入人類社會的每個角落。 在豐田汽車對未來社會的構想中,i-unit的角色,如同當前的輪椅一般,可以自由出入於公眾聚集的場合,譬如公園、大眾運輸車站,與其他行走中的路人、動物並行。 要達成此目標,得先讓未來車的體積盡可能微縮,重量也必須減輕。外殼採用環保纖維素材的i-unit,重量僅一百八十公斤,在低速狀態中,i-unit垂直高度為一百八十公分,寬度為一百零四公分,長度則僅一百一十公分,當兩部i-unit在路上碰了面,雙方駕駛幾乎不必下車便能握手寒暄。 靈活的性能需要簡便的操作,才真正能善待駕駛人,而不是更多的折騰。i-unit的操作介面只有兩個,左右手各一,其中右手是主要控制系統,以直覺式前移、後挪、扭轉來操控車子的前進、後退與轉向。左手則是資訊輔助系統,用於連結未來社會的中央運輸資訊系統,以利定位或切換為自動駕駛。 設計概念 四個車輪各有獨立電動馬達
為了實現微縮與輕量化,同時減低能量在傳輸過程中的損耗,i-unit的動力僅仰仗後輪內的電動馬達,將馬達與車輪結合,是未來車重要的設計概念之一,不少車廠正嘗試朝向此一目標發展,三菱汽車最近就發表一部四輪各有獨立電動馬達的汽車開發計畫,預計在二○一○年上市,「這款車追求更高的安全與環保標準,不過四個輪子各有馬達,也會讓動力設計更複雜。」中華汽車造型所所長陳聰仁坦承。 i-unit的電動馬達單靠鋰電池為能源,以降低對環境的破壞,但每場二十分鐘的表演秀結束後就得立刻充電,續航電力與漫長的充電等待時間,是邁向實用化的一大問題。「電力車不稀奇,」陳聰仁強調,「問題在於能跑多遠,一般電力車充一次電,不會跑超過二百五十公里,這正是瓶頸所在。」 「電力轉變為機械能的效率還是太差,」吳炳飛一語道破困難點,為克服此難題,混合動力〈Hybrid〉系統應運而生,包括豐田、本田、日產均已開發出混合動力車,福特等美國車廠,也正積極研究。 混合動力車的發展,以豐田汽車腳步最快,豐田在一九九七年推出全球首部油電混合動力車Prius,去年該車新款在全球熱賣逾十三萬輛,激勵豐田今年擴大生產,由年產十二萬輛升高至十八萬輛,以因應市場對節能環保車的高度興趣。 稍早進口一部Prius測試的台達電子公司,在路駕時,試乘人員對這部車的安靜與省油均讚譽有加,「在市區內,一公升油可以跑上二十五公里,在高速公路上,甚至達到三十五公里,」台達電資深經理周志宏談到試開的經驗,「在低速運轉,以電動馬達為動力時,幾乎聽不到車子運轉的聲音。」
21世紀的未來車,不在於強調跑得更快,而是如何善待人、親和環境與連結未來都市的智慧網絡,愛知博覽會生動演繹出未來車的趨向。陳炳勳攝
未來趨勢 氫燃料電池與蓄電池的混合動力
不過在邁向更低污染的未來車發展藍圖上,油電混合動力畢竟只是過渡,下一階段目標為氫燃料電池與蓄電池的混合動力系統。在博覽會內,每天負責運送上萬人次訪客,在長久手與瀨戶兩會場之間移動的FCHV公車,就是靠此類混合動力系統來運轉。 根據豐田汽車的研究,若以一般柴油公車,二年行駛六十萬公里的二氧化碳排放視為一,FCHV公車僅有○.四六。柴油公車超過八○%的二氧化碳排放,來自燃料燃燒後的排出物,FCHV公車燃料電池化學反應後唯一的排出物為「水」。但燃料電池所需要氫氣,在製造過程中,仍會產生二氧化碳,因為目前製造氫氣的原料,仍以石油、天然氣為主,好消息是氫氣來源很廣,包括風力、水力、太陽能、廚餘、生物塑膠等,均可用來製造氫氣。 FCHV公車的高效率能源管理,來自於五階段的運作。公車啟動時,由蓄電池供應電力;加速時,由燃料電池與蓄電池同時供應電力;常速行駛時,由燃料電池單獨供應;減速時,動能會轉化為電能,儲存至蓄電池中,以有效利用能源。停車時,燃料電池立即停止運作,不必像汽油引擎在靜止時也需維持惰速運轉,造成能源的浪費。 不過想達到更高效率、更安全的運輸目標,光靠性能優越的未來車並不足夠,人類社會還需要建構高智慧的道路系統,才可能出現科幻小說所描述,可以自動駕駛的未來車。 「沒有資訊,形同什麼都沒有,」交大運輸科技與管理學系教授卓訓榮強調,智慧型道路系統的根本在於充足的路況資訊,然而,資訊的蒐集卻可能是目前最欠缺的一環。 未來道路 埋設記憶晶片的大輸送帶
長年來積極在道路上建置感測器,蒐集運輸資訊的日本,目前已在名古屋市進行智慧運輸系統〈ITS〉的測試,而博覽會場內的外環道路,正由三輛造型新穎的運輸車與專用道路,組成多模式智慧運輸系統〈IMTS〉,每天努力運送著二萬人次乘客,穿梭在長久手會場的各大展覽區。 興匆匆登上這部先進交通工具的乘客,在運輸車起動的那一刻驚然發現,大剌剌坐在駕駛座上,護衛他們的司機,居然是「森林爺爺」與「森林小子」——大會吉祥物布偶。 IMTS車隊如毛毛蟲般循序在道路上自動行駛,不致脫離動線,靠的是埋設在地底的磁性記號,這是未來社會中央運輸動線的雛形。透過磁性記號或晶片,整條道路可視為大運輸帶,任何符合系統規範的車子,譬如一部i-unit,就能在連上這條動線後,進入自動駕駛狀態,在脫離時,又恢復為手動,由個人操縱。此一方式,既能滿足個人需求,又能擴大運輸效率。 交大科幻研究中心主任葉李華指出,研究顯示,智慧型公路約可容納目前的三倍車流。 「在高速公路上,我們要多少秒放一台車上去,才能發揮最大的運輸效率?只要有足夠的資訊,我們就能做決策。」卓訓榮說。 一旦未來車進入自動駕駛狀態,安全性的考量將會更複雜。在正常狀態下,車與車之間會隨著車流控制系統,保持一定間距,但若意外闖入異物,就需要緊急應變機制。在IMTS運輸車上,車頭與車尾都有紅外線感應器,一旦偵測到異物闖物,就會自動停止,這屬於主動式防撞技術,也是近年來汽車安全科技發展的重點方向之一。 科技方向 紅外線感應及主動防撞技術
不過若要在車上加裝太多主動式攝影機與感測器,成本畢竟太高,電路設計也會過於複雜,「最符合成本效益的方法,是將感測器架在道路旁,」吳炳飛分析,屆時車子只需要配備訊號接收器,以便能適時做出回應動作,不過建構這樣的智慧公路,斥資相當龐大,恐怕得仰仗政府來主導。 未來車開上智慧路,吳炳飛認為技術上其實不算太困難,真正麻煩處在於法規,以及人如何面對新的運輸體系。 「整個環境需要重新學習,」陳聰仁說,屆時設計概念將會完全轉變,未來車會成為「兩棲類」,可以在軌道上滑行,必要時也能「站」起來,甚至三棲、四棲,更多的變形。 豐田汽車就真的幫未來車變出「腳」來,在i-unit表演秀上的壓軸好戲,是一部仿鳥類雙足的步行型移動工具i-foot,在全場驚嘆聲中登場。 「這些新型移動工具,會先以玩具的姿態登場,讓人們透過玩耍來學習,在學習中逐步適應轉變,」陳聰仁這項預測,正印證在i-foot的設計上,i-foot的操縱介面,正如同電動玩具的搖桿一般。 陳聰仁笑說,「未來,人類或許會發現,他們駕駛的不止是一部車,而是機器人。」 本文章由「商業周刊」授權刊登,更多內容請見本期商業周刊

資料來源 摘自:全球華文行銷知識庫

資料來源 :1758網誌

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