미네소타 대학교 태양열 차량 프로젝트

University of Minnesota Solar Vehicle Project
UMNSVP 멤버들이 미네소타 대학의 린드 홀 밖에서 Eos II와 포즈를 취하고 있다.

미네소타 대학교 태양열차 프로젝트(UMNSVP)는 미네소타 대학교의 대학생들로 이루어진 팀으로 태양열 자동차를 설계하고 제작한다. 31년 만에 세계 최고의 태양열 레이싱팀 중 하나, 서반구 최고의 크루저/MOV 팀으로 자리매김하면서 34개 종목 중 18개 종목에서 상위 2개 종목이 진출했다.

역사

시작

미네소타 대학교 태양열 자동차 프로젝트는 1990년 미국 GM 선레이스에 이어 설립되었다. 사전 지식이 거의 없는 이 팀은 선레이스 93에 오로라 1세를 성공적으로 건설하고 경주했다.

오로라 제너레이션

오로라 2세를 시작으로 UMNSVP 자동차의 오로라 세대는 대부분 1990년대 전형적인 '컷아웃' 디자인을 따랐는데, 차체는 비교적 평평하고, 차체는 거품 캐노피였다. 세 대가 넘는 차에 걸쳐서, 디자인은 점점 더 세련되었다. 세 대의 오로라 차량은 모두 국제 경주에서 성공적인 여행을 했으며, 1999년 호주에서 열린 세계 솔라 챌린지에서 학급 마감을 4위로 마감했다.

보렐리스 제너레이션

보렐리스 시리즈는 태양열 자동차의 새로운 세대를 대표한다: 이국적이고 공기역학적인 "만타 스타일" 차체는 무제한의 배열 영역을 가지고 있고, 어떤 도로의 교통량보다 더 빠르거나 더 빠르게 이동할 수 있다. 보레알리스 3대는 모두 매우 성공적이었다.

센타우루스 제너레이션

새로운 센타우루스 시리즈 자동차들은 운전자들이 운전하는 동안 똑바로 앉을 수 있게 함으로써 이 프로젝트를 완전히 새로운 차원으로 끌어올렸다. 시리즈에 3대가 들어섰고, 초반의 오로라와 보렐리스 시리즈로 팀이 누렸던 성공 수준을 달성하기 위해 빠르게 발전한 것이 분명하다.

다이달로스

다이달로스는 팀의 이전 모든 태양열 자동차에서 급격한 디자인 변화를 보였다. 2013 브리지스톤 월드 솔라 챌린지의 신형 크루저 클래스에 맞춰 설계된 다이달로스는 팀의 첫 2인승 자동차로 실용성을 강조했다. 이 자동차는 패딩된 시트, 사운드 시스템, 넥서스 7 태블릿 디스플레이를 통합했다.

이오스 생성

이오스 1호는 UMNSVP의 12번째 태양열 차량으로, 전임자 다이달로스처럼 2015 브리지스톤 세계 태양열 도전 크루저 클래스를 위해 설계 및 제작되었다. 성능과 실용성이 모두 향상된 것이 특징이다. 그것은 미국 솔라 챌린지 대회에 참가한 최초의 크루저 자동차였다.

Eos II는 UMNSVP의 13번째 태양열 차량으로 Eos I의 기초 위에 제작되었다.

프레야 제너레이션

프레야 1세는 UMNSVP의 14번째 태양열 차량으로, 이오스 세대의 기초를 한계에 다졌다. 프리야는 앞의 차들을 좋아하고 크루저 클래스인데, 이것은 팀의 첫 네 대의 착석 차량이다. 그것은 COVID-19 대유행 때 부분적으로 지어졌으며 2021년 미국 솔라 챌린지 대회에 출전하기 위한 얇은 들판 중 하나였다. 발자국은 크지만 기동성은 포뮬라 선 그랑프리 대회에서 1위를 차지했다. 구조는 혁신적이지만, 전기 설계에서는 겸손하며, 상호 교환 가능한 배터리 구성을 포함한 많은 디자인 요소들을 이전 Eos II와 공유한다. 2021년 미국 솔라 챌린지 대회 동안 배터리 화재 이후 불행히도 중요해질 수 있었던 사실로서, 그것은 2차 대회를 개최하는 동안 계속되었다.d.[1][2]

업적

보레알리스 3세는 2005년 7월 21일 국경을 넘어 캐나다로 간다.

30년 간의 경쟁 속에서 UMNSVP는 태양열 자동차 경주에서 최고의 기록 중 하나를 조립하면서 14대의 다른 자동차를 만들고 경주를 했다. 팀 기록상:

  • 어떤 자동차도 경주에 참가하거나 완주하지 못했다.
  • 입력한 35개 이벤트 중 19개 이벤트에서 1, 2위 마감
  • 국제 대회에서 5위 안에 드는 8개의 결승전
  • 5개국 경주에 참가
  • 미국 태양열 챌린지 2위 7번 완주
  • 포뮬러 선 그랑프리 6회 1위 우승

UMNSVP는 자체 태양열 어레이를 연구, 조립, 캡슐화 및 부착하는 몇 안 되는 대학 태양열 자동차 팀 중 하나라는 데 큰 자부심을 갖고 있다. 사실, 자동차의 거의 모든 것은 팀원들에 의해 설계되고, 제작되고, 프로그램된다.

2005년 7월 21일 북아메리카 솔라 챌린지 기간 중 보렐리스 3세는 미국에서 캐나다로 건너가 경주 중 국제 경계를 넘는 최초의 솔라카가 되었다.

팀의 첫 경주가 끝난 후 UMNSVP는 아메리칸 솔라 챌린지에서 10번이나 상위 5위 안에 들었지만, 어느 팀도 그 이상을 하지 못했다.

UMNSVP는 FSGP 최다 우승 기록을 보유하고 있으며, 유일한 6개 팀이다.

UMNSVP는 이 업적을 달성한 유일한 미국 팀인 세계태양광경기 4회 연속 상위 5위 안에 들었다.

2016년, 이오스 1호는 미국 솔라 챌린지에 참가한 최초의 크루저 자동차가 되었다.

2021년에서, 프레야가 된 미국의 두번째 4 앉아 차는 포뮬라 태양 그랑프리에서 아이오와 주립 대학의 Penumbra,[3][4]과 미국에서 첫번째로 4 앉아 차 미국 태양 열 챌린지에 참가 경쟁한 후에 경쟁에 갔고, 두번째 4 앉아 차는 미국 태양 열 챌린지에 참가한 이탈리아 팀 대학 Bologna' 후에 처녀 출전한다sOnda 솔라레.[5]

미래

이 팀은 15번째 태양열 차량을 설계하고 제작하는 작업을 하고 있다.

팀 구성

참가자

UMNSVP 팀은 주로 미네소타 대학교 트윈시티 캠퍼스의 학부생들로 구성되어 있다. 참가자 대부분은 이 대학의 이공계 대학에서 모종의 공학을 공부하고 있지만, 어떤 전공의 학생이라도 이 팀에 합류하는 것은 환영할 일이다. 이 팀은 보통 40명에서 60명의 학생들로 구성되어 있다.

서브팀

그 팀은 5개의 주요 하위 팀으로 구성되어 있다. 비록 모든 시스템이 결국 서로 통합되어야 하지만, 각 팀은 자동차의 특정 부품을 설계할 책임이 있다.

  • 공기역학 및 구조 팀은 차량의 외부 쉘을 설계하고 제작할 책임이 있다. 대부분의 속도에서, 차를 운전하는 대부분의 동력들은 공기저항을 위해 소비된다. 따라서 드래그 계수가 낮은 쉘을 구축해야 한다. 또한 경량 복합 재료가 포함된 차량 구조물의 대부분은 Aerodynamics 팀에 의해 이루어진다.
  • 어레이 팀은 차량 동력의 일차 공급원인 태양열 어레이를 만드는 일을 담당한다. 어레이팀은 태양전지를 자동차에 부착하는 것만이 아니라, 취약한 태양전지를 보호하기 위한 캡슐화 기술도 연구해야 한다. 미네소타 대학교 태양열 차량 프로젝트는 그들 자신의 어레이를 캡슐화하고 탑재하는 몇 안 되는 대학 팀들 중 하나이다.
  • 전기 팀(이전에는 제어 팀이라고 불림)은 자동차의 모든 전기 시스템을 설계, 구축 및 프로그래밍하는 책임을 진다. 여기에는 배터리, 파워 트랙터, 운전자 인터페이스, 원격 측정 시스템 및 자동차를 구동하는 전기 모터가 포함된다. 전기 팀의 1차 목표는 효율이다. 즉, 기기가 전력을 적게 사용할수록 자동차는 더 오래 주행할 수 있게 된다.
  • 차량 동력학 팀은 차량의 브레이크, 서스펜션, 스티어링 및 섀시를 포함한 차량의 구조 및 이동 부품의 설계와 제작을 담당한다. 제시된 가장 큰 과제는 구성 요소를 최대한 가볍고 작게 만들어 자동차가 더 빨리 달릴 수 있도록 하는 것이다.
  • 운영팀은 프로젝트의 모금과 홍보를 관리하며, 후원자와 다양한 교육 활동 둘 다와 함께 활동할 수 있도록 한다.
  • 전략팀은 데이터 분석과 소프트웨어 개발을 통해 경기 성과를 최적화하는 임무를 맡고 있다. 전략 구성원들은 언제 멈춰야 하는지, 차가 얼마나 빨리 주행해야 하는지와 같은 경주에서 중요한 결정을 내린다.

관리

6개 서브팀 외에 임원진도 있다. 이 팀은 서브팀 학생들로 구성되어 있으며, 스폰서 확보, 회의 시간 설정 등 차량과 직접 관련이 없는 팀의 업무를 담당한다.

미네소타 대학의 어떤 학생 그룹과 마찬가지로, UMNSVP에게도 교수진 고문이 있어야 한다. 교직원 고문은 자동차의 설계나 시공에 직접 관여하지 않고, 임원 업무를 수행하며 대학과의 접촉자 역할을 한다. 현재 팀의 교수 고문은 데이비드 오서 교수(전기 및 컴퓨터 엔지니어링)이다. 이전 교수 자문위원으로는 제프 해머, 패트릭 스타르, 버질 마플, 폴 임베르손, 필립 코헨 교수가 있다.

행운의 부적

카운터 싱크

월드 솔라 챌린지 기간 중 한 학생이 부닝스 창고로 보내져 카운터링크 드릴 비트를 회수했고, 통신 오류가 발생했고, 학생은 카운터 싱크대를 가지고 돌아왔다. 지금은 행운의 매력으로 들고 다니며 태양 광선을 모은다고 한다.[6]

데이비드 크롬 팁

데이비드 크롬 팁(David Chrome Tip)은 팀이 운반하는 정원 그노메의 이름이다.

데이비드 크롬 팁 주니어

David Chrome Tip Jr.는 팀에 의해 운반되는 새로운 정원 Gnome의 이름이다. David Chrome Tip과 달리 도색되지 않았다.

자동차

미네소타 대학교 태양열 자동차 프로젝트는 역사상 14대의 자동차를 만들었다.

오로라 1세

오로라 나는 UMNSVP에 의해 만들어진 첫 번째 차량이었다. 그것은 아마도 경주를 위해 만들어진 가장 큰 태양열 자동차들 중 하나이다. 그것은 미래 프로젝트에서 어떤 일을 해야 할지 아는 견고한 기초가 되었다.

오로라 2세

오로라 2세는 오로라 1세로부터 얻은 경험을 바탕으로 무겁게 쌓아올렸다. 그것은 이전 자동차의 완전한 재설계를 특징으로 했으며, UMNSVP를 솔라 카 레이싱의 세계에서 영구적인 고정장치로 만들었다.

오로라3

오로라 ³은 자동차의 효율을 향상시키는 데 중점을 두고 오로라 II를 재설계한 것이다. 공기역학적 형태와 인휠 모터가 더 돋보였는데, 이는 오로라 2세의 체인 구동 모터에 비해 크게 향상된 것이었다.

  • 선레이스 97(인디아나폴리스에서 콜로라도 스프링스로)
    • 전체 순위 11위(36위)는 브레이크 시스템의 씰과 호환되지 않는 브레이크 오일로 인해 하루 중 대부분 수리 작업에서 손실을 입었다.
    • 캔자스주 스미스 센터에서 세인트까지 166마일 여행에서 평균 시속 54마일로 오로라 2세가 선레이스 95에서 세운 선레이스 일일 속도 기록을 깼다. 프랜시스, 캔자스 주
    • 3위, 팀워크
  • 1998년 세계태양광집회(일본 아키타)
    • 1위, 주니어 클래스
    • 7위 전체(81명 중)
  • 2000 포뮬러 선 그랑프리(캔자스 주 토페카 하트랜드 파크)
    • 2위 오픈 클래스
    • 전체 순위 3위
    • 1위, 1/4마일 드래그 레이스

오로라4길

오로라 4호는 오로라 등급의 자동차들의 성공을 향상시켰다. 니켈메탈 하이드라이드 배터리 팩은 미네소타 팀이 처음 사용한 새로운 배터리 기술이었고, 태양열 어레이는 두 개의 다른 크기의 태양광 전지를 처음으로 사용했다. 그 팀은 1999년 선레이스에서 4위를 차지하기 위해 선두 차량과의 충돌과 많은 날들의 비를 극복했다. 그것은 UMNSVP가 오로라 1세에 이어 두 번째로 만든 4륜차였다.

보렐리스 1세

보렐리스 1세는 시도된 진정한 컷아웃 카의 주요 재설계를 특집으로 다루었다. 연구팀은 '버블' 캐노피가 달린 납작한 껍데기 대신 앞유리와 캐노피가 차체에 통합되는 혁신적인 '만타' 쉘 디자인을 사용했다. 또한, 거의 모든 다른 시스템들은 더 높은 성능을 위해 재설계되었다.

2005년 초, 보렐리스 1세는 일리노이 주립 대학교 솔라 카 팀에 팔렸고, 그곳에서 새로운 전자제품과 태양 전지판을 재장착했다. ISU는 2005년 북미 솔라 챌린지에서 머큐리 1로 경주를 벌였고, 18위로 대회를 마쳤다. 그것의 섀시는 2008년형 자동차인 Mercury II에 재사용이 되었지만, 불행히도 모터에 문제가 생겨 자격을 갖추지 못했다. 2009년 수성 2세는 2009 포뮬러 선 그랑프리 대회에서 11개의 진입 차량 중 5위를 차지했다.

보레알리스 2세

보레알리스 2세는 보레알리스 1세의 디자인을 개선하여 무엇보다도 신뢰도를 강조하였고, 그 결과 비교적 무거운 차가 되었다. 그것은 자동차를 손상시킨 많은 사고들을 극복하여 현재까지 UMNSVP의 가장 성공적인 프로젝트 중 하나가 되었다.

보레알리스 3세

보렐리스 3세는 2005년 북미 솔라 챌린지 대회 때 미네소타 주 벤튼 호수를 지나 선두로 나선다.

보렐리스 3세는 효율성과 중량 감소를 강조함으로써 이전 모델보다 개선되었다. 차의 무게는 400파운드 조금 넘는다. 보렐리스 3세는 또한 경주 동안 국제 경계를 넘은 역사상 최초의 태양열 자동차였다; 그것은 2005년 7월 21일 북미 태양열 챌린지 동안에 그렇게 했다.

2006년 6월과 7월 보렐리스 3세는 2006년 9월 대만에서 열린 세계태양광대회에 출전하기 위해 약간의 수정을 겪었다.

센타우루스 1세

센타우루스 1세는 이전의 두 자동차 시리즈 모두에서 몇 가지 주요한 디자인 조정을 특징으로 했다. 2008년 북미 솔라 챌린지 규정의 변경으로 인해 운전자는 똑바로 앉도록 하면서 공기역학적 드래그를 최소화해야 하는 과제에 직면하게 되었다. 많은 설계 구성요소가 새로운 스타일의 차량에 적합하고 성능을 향상시키기 위해 재작업되었다.

센타우루스 2세

센타우루스 2세는 2010년 미국 태양 도전을 위해 고안되었다. C1의 경험을 바탕으로, 그 팀은 훨씬 더 가벼운 차를 만들 수 있었고, 공기역학적 저항을 상당한 마진까지 줄일 수 있었다. 이 대회에서 가장 저렴한 태양 전지판을 보유하고 있음에도 불구하고, 그 팀은 전체 2위로 간신히 경기를 마쳤다.

센타우루스 3세

센타우루스 3세는 무게와 공기역학적으로 개선된 센타우루스 시리즈의 정점이었다. 2012년 미국 솔라 챌린지를 위해 고안된 이 차는 경주 중간에 서미스터의 결함으로 인해 속도가 느려졌다. 2014년에는 센타우루스 π으로 개칭하여 2014년 미국 솔라 챌린지 대회를 위해 새로운 전기 시스템과 비닐 랩을 재장착하였다. 그곳에서 포뮬러 선그랑프리 예선 마지막 날 전까지 태양열차와 팀 장비의 광범위한 물 피해를 극복해야 했음에도 불구하고 종합 2위를 차지하며 잠재력을 최대한 발휘했다.

다이달로스

다이달로스는 이 팀의 이전 태양열 자동차와는 획기적인 디자인 변화를 보였다. 월드 솔라 챌린지의 새로운 크루저 클래스를 위해 디자인된 이 차는 실용성에 중점을 둔 이 팀의 첫 2인승 자동차였다. 그 팀은 전기 문제를 극복하고 소수의 팀에 속해 추월 없이 경기를 마쳤다. 다이달로스는 또한 3륜에서 4륜으로 된 태양열 자동차로의 영구적인 전환을 표시했다.

이오스 I

Eos I는 보다 실용적인 다인승 태양열 자동차에 초점을 맞추고 있다. 탑승자가 캐노피 대신 측면에 문이 달린 카타마란 껍데기 양쪽에 있다는 점에서 다이달로스와는 다르다. 이오스는 더 까다로운 채점 공식과 규정에도 불구하고 추적 없이 BWSC 2015를 마쳤다. 2016년, 이오스 1호는 미국 솔라 챌린지에 참가한 최초의 크루저 자동차가 되었다.

이오스 II

Eos II는 이전 자동차보다 공기역학적 및 태양열 어레이의 상당한 개선을 통합했다. 2017 BWSC 크루저 클래스에 세계 각지의 팀과 경합을 벌였고, 무고장으로 마무리했다. 이듬해 Eos II는 FSGP 2018에서 우승하여 사상 최초로 ASC MOV(다중 탑승 차량) 클래스에 출전하여 오리건 트레일(Orgonary Trail)을 따라 거리의 70% 이상에서 레이스를 주도하다가 불행한 전기 고장을 경험하고 2위로 마감했다.

프레야 1세

Freya I는 팀의 최신 태양열 차량이며, 팀의 첫 네 대의 착석 차량이다. FSGP 2021에서 우승했으며, ASC MOV 클래스 2위를 차지했다. 배터리 화재를 경험했지만,[7] 그럼에도 불구하고 레이스를 계속할 수 있었고, "Foenix"라는 별명이 붙었다.

참고 항목

외부 링크

참조

  1. ^ https://www.facebook.com/umnsvp/posts/4352963271416375
  2. ^ https://www.americansolarchallenge.org/the-competition/2021-american-solar-challenge/
  3. ^ https://www.prisum.org/projects/p14
  4. ^ "2021 American Solar Challenge American Solar Challenge". Retrieved 2021-11-09.
  5. ^ https://www.hpc.cineca.it/news/onda-solare-emilia-4-won-american-solar-challenge-2018
  6. ^ https://seconews.org/article/1688
  7. ^ https://www.facebook.com/umnsvp/posts/4352963271416375
  8. ^ https://www.americansolarchallenge.org/the-competition/2021-american-solar-challenge/