Chiếc xe là tất cả điện và không có khí thải. Kỹ sư Junmin Wang cho biết, bạn có thể sử dụng năng lượng gió hoặc năng lượng mặt trời và góp phần làm giảm sự phụ thuộc của chúng ta vào dầu hóa thạch.
Ảnh tín dụng: Tín dụng: Junmin Wang, Đại học bang Ohio
Chiếc xe này không có động cơ, không có hộp số và không có vi sai. Nó nặng bằng một nửa so với một chiếc xe thông thường. Mỗi trong bốn bánh xe của nó đều có động cơ chạy bằng pin tích hợp riêng, có nghĩa là chiếc xe có khả năng quay đầu sắc nét và đổi hướng rất nhanh.
Tuy nhiên, nếu không có hệ thống kiểm soát lực kéo và chuyển động đặc biệt, chiếc xe này sẽ khá khó lái, mang lại trải nghiệm lái khác biệt rất nhiều so với bất kỳ thứ gì khác trên đường và gần như chắc chắn nguy hiểm hơn.
Đây là nơi chuyên môn của Junmin Wang.
Wang, trợ lý giáo sư kỹ thuật cơ khí tại Đại học bang Ohio, và nhóm của ông đang thiết kế các thuật toán cho chiếc xe máy tính trên tàu sẽ tính toán và đảm bảo điều khiển chuyển động để giữ cho chiếc xe ổn định và vận hành trơn tru. Hệ thống, nhận và phân tích dữ liệu đầu vào 100 lần mỗi giây từ tay lái, bàn đạp ga và phanh, sẽ tìm ra cách mỗi bánh xe phản ứng.
Nếu không có nó, chiếc xe khá khó lái vì các bánh xe không được phối hợp, ông nói, nhà nghiên cứu tài trợ của Quỹ Khoa học Quốc gia (NSF), người cũng chỉ đạo phòng thí nghiệm hệ thống xe và điều khiển xe của trường đại học. Bạn cảm thấy như mình đang lái thứ gì đó không thể kiểm soát. Bạn có thể lật, hoặc đi dọc theo một con đường không mong muốn hoặc gây ra tai nạn. Nhưng khi ‘bộ điều khiển, đang hoạt động, dựa trên các vòng phản hồi, chuyển động của xe có thể được kiểm soát, đúng như người lái mong đợi.
Với một hệ thống điều khiển an toàn và đáng tin cậy, chiếc xe điện mới này cuối cùng sẽ tạo nên một chiếc xe hoàn hảo trong thành phố. Nó có hiệu quả và cơ động và không có khí thải. Bởi vì tất cả đều là điện, bạn có thể sử dụng năng lượng gió hoặc năng lượng mặt trời và góp phần làm giảm sự phụ thuộc của chúng ta vào dầu hóa thạch, theo Wang Wang.
Máy tính tính toán chính xác lượng xe cần cho mỗi bốn bánh. Hơn nữa, vì mỗi bánh xe là độc lập, nên một bánh xe có thể thực hiện phanh, trong khi một bánh khác đang lái xe, thì Wang Wang nói. Máy tính nhận tín hiệu từ người lái từ vị trí tay lái và bàn đạp, sau đó tính toán tốc độ mong muốn hoặc chuyển động của xe, dựa trên mô hình toán học.
Công việc Wang Wang trên chiếc xe bắt đầu vào năm 2009 với một khoản tài trợ từ Chương trình Điều tra trẻ của Văn phòng Nghiên cứu Hải quân. Vào tháng 2 năm 2012, ông đã nhận được một giải thưởng Phát triển nghề nghiệp sớm của Khoa NSF, hỗ trợ giảng viên cơ sở, những người thể hiện vai trò của các học giả thông qua nghiên cứu xuất sắc, giáo dục xuất sắc, và tích hợp giáo dục và nghiên cứu trong nhiệm vụ của họ cơ quan. Ông đang nhận được 400.000 đô la trong năm năm.
Là một phần của thành phần giáo dục Grant, phòng thí nghiệm Wang, đã tổ chức một chương trình mùa hè cho học sinh trung học, trong đó, trong số những thứ khác, thanh thiếu niên đã tháo rời và lắp ráp lại những chiếc xe điện điều khiển bằng radio để tăng hiểu biết về cơ học của họ.
Ngoài ra, các học sinh từ Trường Columbus Metro, một trường trung học công cộng STEM (khoa học, công nghệ, kỹ thuật, toán học) mở cửa cho học sinh từ khắp tiểu bang, tham gia thực tập nghiên cứu trên chiếc xe thử nghiệm trong phòng thí nghiệm Wang,
Nghiên cứu Wang Wang cũng nhận được tài trợ từ Chương trình hợp tác của Đại học bang Honda-Ohio và Chương trình hỗ trợ nghiên cứu giao thông của Đại học bang Ohio.
Chiếc xe thử nghiệm chỉ nặng khoảng 800 kg, hoặc hơn một chút so với 1.750 pounds, giúp nó tiết kiệm năng lượng. Các nhà nghiên cứu đã trang bị một khung gầm xe địa hình tiện ích có sẵn trên thị trường và loại bỏ động cơ, truyền động và vi sai, sau đó thêm một động cơ điện 7,5 kW cho mỗi bánh xe và một gói pin lithium-ion 15 kW. Một dây cáp điện duy nhất kết nối các động cơ với một máy tính trung tâm. Kiểu thiết kế xe hơi này, trong đó mỗi bánh xe có một động cơ riêng, được gọi là bốn bánh xe được kích hoạt độc lập.
Các nhà nghiên cứu đã kiểm tra chiếc xe và bộ điều khiển của nó trong điều kiện đường xá bình thường tại Trung tâm nghiên cứu giao thông vận tải ở East Liberty, Ohio, một trang web ô tô độc lập để kiểm tra sự cố xe, khí thải và độ bền. Trên những con đường có điều kiện tốt, chiếc xe đi theo một con đường điều khiển xe mô tô mong muốn trong vòng bốn inch.
Để xem nó hoạt động như thế nào trên những con đường trơn trượt, họ đã mang chiếc xe đến một bãi đậu xe trong khuôn viên phía tây trống rỗng vào một ngày tuyết rơi. Chiếc xe được điều khiển với độ chính xác lên tới tám inch, và hệ thống kiểm soát chuyển động và lực kéo của xe đã ngăn chặn đuôi cá cá voi thông qua điều khiển độc lập hai bên trái và phải của xe.
Các nhà nghiên cứu, bao gồm cả sinh viên tiến sĩ Rongrong Wang, đã mô tả khả năng xe hơi đi theo một quỹ đạo cụ thể trong một bài báo được xuất bản vào tháng 1 năm 2013 trên tạp chí Control Engineering Practice.
Wang có thể chỉ ước tính số dặm cho một lần sạc, vì chiếc xe chỉ được lái trong quá trình thử nghiệm. Nhưng anh ấy nói rằng chiếc xe cung cấp cho khoảng 8 đến 10 giờ lái xe trong một lần sạc, mặc dù không liên tục.
Wang nghĩ rằng sẽ mất thêm 5 đến 10 năm nữa trước khi chiếc xe sẵn sàng cho mục đích thương mại. Các nhà nghiên cứu vẫn phải tinh chỉnh các thuật toán máy tính và thêm các tính năng an toàn. Wang cho biết rất khó để so sánh kết quả thử nghiệm của họ với một chiếc xe thông thường, vì khả năng cơ động sau này bị giới hạn bởi hệ thống truyền động và vi sai liên kết các bánh xe với nhau một cách cơ học.
Tuy nhiên, ông dự đoán rằng, cuối cùng, nghiên cứu sẽ tạo ra một chiếc xe điện sạch sẽ, tiết kiệm nhiên liệu và xử lý tốt hơn so với những chiếc xe thông thường thông thường, ông nói.