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新能源车赛道 | 第十二届上海市大学生工程实践与创新能力大赛(原上海市大学生工程训练综合能力竞赛)

新能源车赛道 | 第十二届上海市大学生工程实践与创新能力大赛(原上海市大学生工程训练综合能力竞赛) 弗朗明戈科技
2023-04-19
1
导读:第十二届上海市大学生工程实践与创新能力大赛新能源车赛道,本届大赛以“践行绿色低碳,重温长征故事”为目标, 以绿色能源为主题,以新能源车为载体,以能耗为评价指 标,培养学生的低碳生活理念。
新能源车赛道命题与运行
碳中和是 2021 年最热的词之一,加快新能源开发,倡导低碳生活,减少环 境污染、改善空气质量和减少碳排放是应对全球变暖的必然选择,节能减碳 国经济结构转型的必然道路,更是企业发展面临的挑战和机遇。提高可再生 比例、摆脱对化石能源的依赖,降低能源消耗,才是企业碳中和的重中之重,对推进我国经济社会绿色低碳发展有重要意义。本届大赛以践行绿色低碳温长征为目标, 以绿色能源为主题,以新能源车为载体,以能耗为评价指标,培养学生的低碳生活理念。
包括三个竞赛作品,竞赛作品均为采用不同绿色能源的新能源车,本届大赛所采用的绿色能源主要为太阳能和生物质能,生物质能主要采用乙醇材料为燃,采用斯特林发电、温差发电来实现, 即新能源车赛道由太阳能电动车、生物质能电动车两个赛项组成,生物质能电动车赛项由斯特林电动车(斯特林发 电机驱动的电动车)、温差电动车(具有温差发电功能的电动车) 两个项目组成。

1、对参赛作品/内容的要求

1) 太阳能电动车

自主设计并制作一台具有方向控制功能的太阳能电动车,长宽尺寸应不超过 350mm×350mm,必须具有外形包装(裸车不能参赛) 并方便拆卸,而且太阳能电 动车必须在规定时间内在指定竞赛场地上与地面接触运行,且完成所有动作所用 能量均由太阳能转换的电能而得,太阳能电动车只有一个电动元器件,即只有一 个能把电能转化为机械能的元器件,而且只有一个用于识别赛道上打卡点磁片的 传感器(感应头截面直径≤Φ18mm)  初赛传感器直径=Φ18mm,太阳能电池板/ 面积不超过 0.1m2   允许安装一块锂电池,  总额定电压:   ≦7.4V  总额定容  ≦500mAh,不得超过 2S(双星)  不允许使用任何其他形式的能量,其结构不做任何限制。太阳能电池板/薄膜和锂电池必须独立安装在太阳能电动车上,且太阳能电池板/薄膜的接口和锂电池必须方便快捷拆装,便于现场校核。太 阳能电池板/薄膜和锂电池不允许在太阳能电动车行走过程中从太阳能电动车上 落。
在现场竞赛中,如果出现太阳能电池板/薄膜和锂电池、机械机构及电路部 不满足规定要求、不方便拆装、太阳能电动车没有电源开关等均取消比赛资格。
现场初赛,各参赛队必须分别提供一块已经由太阳能充好电的同规格锂电 (注:两次运行使用,在电池上标注编号 1 2)(不含调试和试车使用的太阳 能充电的锂电池)

2)  物质能电动车

自主设计并制作一台具有方向控制功能的斯特林电动车和温差电动车,长宽 尺寸不超过 350mm×350mm,必须具有外壳包装(裸车不能参赛) 并方便拆卸, 该生物质能电动车必须在规定时间内在指定竞赛场地上与地面接触运行,且 所有动作所用能量均由生物质能转换的电能而得,生物质能是通过液态乙醇( 95%) 燃烧而获得,  电动车只有一个电动元器件, 即只有一个能把电能转化为 机械能的元器件,而且只有一个用于识别赛道上打卡点磁片的传感器(感应头截 直径≤Φ18mm) 初赛传感器直径=Φ18mm,不允许使用任何其他形式的能量, 其结构不做任何限制。每次生物质能电动车运行时,给每个参赛队配发 10ml 生物燃料(体乙醇燃料),其燃料放置在生物质能电动车的酒精燃具(酒精灯)  中。酒精灯的结构不限,必须独立放置在生物质能电动车上并方便更换(所耗时 间均计入调试时间),必须带有方便的、安全的灭火装置(灯帽)、不能出现 燃具内的酒精溢出。
现场竞赛中,如果不方便更换酒精灯、酒精灯没有灯帽、参赛队向燃烧的 酒精灯内添加酒精、酒精灯内的酒精溢出、不用灯帽熄灭燃烧的酒精灯、不是将生物质能转换成电能、生物质能电动车没有电源开关等,取消比赛资格。
现场初赛和现场决赛中,  各参赛队必须分别提供两个干燥灯芯的空酒精灯 (含灯帽)  给竞赛组委会,现场调试和试车、竞赛社区使用的酒精灯另自备。
初赛时,生物质能电动车上锂电池取出,而是使用生物质能直接转换成 电能直接驱动;决赛时,生物质能电动车上安装有现场设计制造的充电电路和现提供的锂电池,在规定时间段内使用改造的生物质能电动车完成锂电池充电;现场决赛时,采用锂电池供电。
太阳能电动车、生物质能电动车简称为新能源车。要求新能源车的设计、 结构、选材及加工制作均由参赛学生自主完成,并且车身(或车架、底板) 边缘 目位置上必须预留一个3mm 独立工艺孔。

2、对运行环境的要求

1)  新能源车现场运行场地

线     10000mm × 10000mm 正方形平面区域,新能源车必须在规定的赛场内运行。赛场内的红色圆     (Φ25mm) 为红军长征经过的地标,也是新能源车的打卡位置及感应区,在红色 /红五角星中心上放置一片直径为Φ5mm- Φ20mm、厚度为 0.5mm-3mm 的圆形磁 ,初赛直径为Φ18mm、厚度为 2mm 的圆形磁片(尺寸以现场提供为准)  当新 能源车从红色圆/红五角星上方经过时,新能源车底部的传感器感应到圆形磁片   电动车上 led 灯亮(放在新能源车上醒目位置)  则表示打卡成功(若新能 源车没有到红色圆/红五角星上方 led 灯点亮,则违规扣分);赛道是从红军长征 起点瑞金(红五角星)  出发,  到终点延安(红五角星)  结束。新能源车发车时必须停在起点上方且 led 灯点亮,按长征路线方向运行直到 点延安且 led 灯点亮。

2)现场运

新能源车的现场运行路线是模拟红军长征路线,采用打卡方式,从红军长征 起点瑞金出发,一路历经突破三道封锁线血战湘江强渡乌江  占领遵义四渡赤水巧渡金沙江强渡大渡河飞夺泸定 爬雪山懋功会师过草地激战腊子口  大会师 等重重考验,最终抵达红军长征终点延安。其中,红军长征起点瑞金 红军长征终点延安为固定打卡点。
新能源车现场初赛时,选用瑞金突破三道封锁线血战湘江 占领遵义巧渡金沙江飞夺泸定桥爬雪山过草地大会师延安”10 个打卡点依顺序打卡(如图 1-1 所示)  每个打卡点坐标如表 1-1 所示。
能源车现场决赛时,  除固定点外,  结合长征故事,现场决赛的场地大小、 所设置的打卡点及数量与现场初赛有所不同,而且要有模拟长征情景的打卡 量,其打卡点及数量、模拟长征情景的打卡点及数量现场决定。现场初赛和决赛,每次运行时,出现错序打卡、重复打卡现象,则本次现场运行结束。

 1-1 现场初赛新能源车运行示意图
1-1 现场初赛运行打卡点的坐标
序号
打卡点
坐标X(mm)
坐标Y(mm)

1

瑞金
7500
400
2
第三道封锁线
5400
200
3 血战湘江
3500
300
4 占领遵义
2500
1900
5
巧渡金沙江
800
1200
6 飞夺泸定桥
600
3200
7
爬雪山
800
4100
8
过草地
1100
5200
9
大会师
2000
7000
10
延安
4200
7600


3)  赛社区提供的设备

竞赛社区将提供 220V 交流电,以及 3D 打印、激光切割、数控加工等设备, 竞赛所需的笔记本电脑、相关软硬件、零部件、元器件,以及安装调试工具 参赛队自备。

3、赛程安排

新能源车赛项由新能源车初赛(简称:初赛) 和新能源车决赛(简称:决) 成。

初赛由场景置与任务命题文档(简称:任务命题文档) 、外观创意设计评 审以及现场初赛三个环节组成。取排名前 50%左右的参赛队进入决赛,初赛带入决赛。决赛由现场实践与考评、现场决赛两个环节组成。各竞赛环节如表 1-2 所示。

1-2 新能源车赛项各环

序号
缓解 赛程 评分项目/赛程内容
1
第一环节 初赛 任务命题文档
2 第二环节 外观创意设计
3 第三环节 现场初赛
说明:产生决赛名单并现场发布
4 第四环节 决赛 现场实践与考评
5 第五环节 现场决赛


4、赛项具体要

1) 初赛

(1) 任务命题文档

参赛队按照决赛的任务命题文档模版提交决赛任务命题方案。根据命题要求, 参赛队给出新能源车的外形设计及创意解释,并给出拟选择决赛的太阳能电  /薄膜(太阳能电动车)  和锂电池(新能源车)  的依据,  并根据所给太阳能电池 /膜和锂电池进行太阳能充电电路设计,对所设计充电电路的能源转换率进  行详细分析,策划现场决赛场地的打卡点示意图,给出本队认为的打卡点数  模拟长征情景的打卡点数量,以及模拟长征途中的长征情景,实现现场初赛  场决赛的场景有明显的区分度,保证在现场实践与考评环节必须进行相应主  动零件或机构的设计及制造、充电电路设计及制造;在此基础上,对初赛和  的主要传动零件和充电电路进行详细分析对比;给出在现场初赛与现场决赛  品能源消耗对比分析
赛任务命题文档成绩不仅包括任务命题文档的内容质量符合命题规则的 度,  也包括文档的排版规范。

(2) 外形创意设计

规定时间内,要求各赛项参赛队按照评价指标在指定网上完成本赛项所有 能源车外形创意评价(不含本参赛队)  在现场竞赛中,如果参赛队没有在规 定时间内按照评价指标完成外形创意评价,取消比赛资格。

(3)现场初赛

现场抽签决定各参赛队比赛的场地、赛位号。队进入比赛场地进行调试,调试时间结束后,参赛队将新能源车放置在 红军长征的起点瑞金(红五角星) 上方等待发车,新能源车必须使用规定锂电池      (太阳能电动车) 或统一配置 10ml 的液体乙醇(生物质能电动车),现场判发 出统一发车指令,各参赛队启动新能源车。每次发车时,新能源车启动只有一次启动机会,沿规定的长征路线方向运行,依次按照规定的打卡点顺序依次打卡,直至运行到红军长征的终点延安(红五角星)  上方或运行途中停止均结束比赛。

新能源车运行过程中,选手接触新能源车、太阳能板或锂电池脱离新能源车、不使用规定锂电、酒精灯脱离生物质能新能源车、不使用统一配置  10ml 体乙醇、出现错序打卡(没有按照规定顺序经过打卡点) 、重复打卡(出现 两次经过不是规定要求的同一个打卡点) 、新能源车离开赛场、到达规定的运行时间新能源车没有结束运行,均视为本次现场运行结束。

初赛成绩由能量消耗、运行距离和运行质量三部分组成。对新能源车运 行距离< 50%且运行质量运行质量 50%(即成功打卡点数量在总打卡点数 量的一半以上)  其初赛成绩仅考核运行距离和运行质量;对运行距离长度 50%,其初赛成绩同时考核能量消耗、运行距离和运行质量。

个参赛队有两次运行机会,参赛队现场决定取两次运行中的一次成绩作为 现场初赛成绩。

按初赛总成绩排名选出参加决赛的参赛队,若出现参赛队初赛总成绩相同, 则按现场初赛的运行时间短者优先排序,如仍旧无法区分排序,按现场初赛的成绩得分高、行质量高优先排序,如仍旧无法区分排序,  则抽签决定。

2) 决赛

(1)现场实践与考评

由各参赛队提交的任务命题文档优化整合出决赛任务命题方案,经现场抽 产生打卡点数量和模拟长征情景的打卡点数量,以及模拟长征情景的打卡路线 景图,形成现场决赛任务。
实践与考评环节在竞赛社区环境下进行。竞赛社区是完成所有参赛队现 场实践能力及综合素质竞赛的信息化支撑平台。所有参赛队均以市场主体的角色 进入竞赛社区;在规定时间内,各参赛队按照该决赛任务命题必须采用现场提供 的装备和材料,完成新能源车上规定部分传动机构的零件设计、充电电路设计、 转换率、材料采购、加工制造、安装调试、开发调试、技术交易、公益服务 宣传报道等活动,现场提供的装备和材料等全部计入参赛队的成本,任务完成提 新能源车时,对配置的锂电池进行太阳能充电,配置锂电池规格型号当场公布,锂电池接口为 XH2.54(公头)  平衡插头 2S(公头)  电线长度为 5cm 左右。竞 赛社区采用虚拟货币体系对参赛队的技术能力、工程知识、诚信意识、协作意识 等方面进行评价,给该环节最终成绩。
队需按规定完成相关零件、电路、新能源车外形的设计和制作,并替换 原有的配件安装在作品上并调试,其他零件不做任何限制。
生物质能电动车使用统一 10ml 的液体乙醇在规定时间内完成给现场提 的锂电池的充电。
参赛队没有按规定完成相关零件、电路的制作,取消比赛资格;未将新加 工的规定零件、电路更换到新能源车上完成调试和后续现场运行,扣除决赛 绩的 50%;锂电池充电量不足以启动新能源车,允许替换备用锂电池,且成绩 序不参加正常排序。
自带拆装工具和调试工具等,有安全隐患的物品以及不允许带的物品不能带 入竞赛社区, 否则取消比赛资格

(2)现场决赛

参照现场初赛流程,现场抽签决定各参赛队比赛的场地、赛位号和顺序。现 场决赛的发车要求、运行要求按照现场初赛的发车要求。
新能源车运行过程中,选手接触新能源车、锂电池脱离新能源车、不使用 规定锂电池、酒精灯脱离生物质能新能源车、出现错序打卡、重复打卡,均视 本次现场运行结束。
个参赛队有两次运行机会,参赛队现场决定取两次运行中的一次成绩作为 现场决赛成绩。
按决赛总成绩对参加决赛的参赛队进行排名,若出现参赛队决赛总成绩相同, 则按现场决赛的运行时间短优先排序,如仍旧无法区分排序,按现场决赛成绩  分高者、运行质量高优先排序,如仍旧无法区分排序,  则抽签决定。


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