[影音] 素人改造電動卡丁車 ROVILUS Falcon 3.0

在各大車廠都在鼓吹電動車的開發時,相關技術已悄悄的應用在卡丁車上,甚至在美國和日本已有電動卡丁車的比賽,而高雄夢時代的Go Park卡丁樂園也引進SODI RTX電能卡丁車,是台灣目前唯一的電動卡丁車場。然而,有位素人工程師Gigi打造自己的電動卡丁車,並在大魯閣卡丁車場完成首試,結果令人震驚!!

素人改造電動卡丁車ROVILUS Falcon 3.0 (上)大魯閣卡丁車場首試成功!!

當對上IAME X30 125c.c.會擦出什麼火花?
在各大車廠都在鼓吹電動車的開發時,相關技術已悄悄的應用在卡丁車上,甚至在美國和日本已有電動卡丁車的比賽,而高雄夢時代的Go Park卡丁樂園也引進SODI RTX電能卡丁車,是台灣目前唯一的電動卡丁車場。然而,有位素人工程師Gigi打造自己的電動卡丁車,並在大魯閣卡丁車場完成首試,結果令人震驚!!


 
ROVILUS Falcon 3.0 (右邊的車)
25hp/3.26kgm
1.53kgm反扭力
120kg
4800rpm
Golden Motor三相無刷馬達
片狀鋰三元電池
特製BMS電池管理系統
HARDRACE舵桿 
IAME X30 125c.c.   (左邊的車)
30hp/2kgm
90kg
16000rpm
二行程水冷式引擎
缸經 x 衝程:54mm x 54mm
Tryton Hobby 27/C化油器
後液壓煞車
電啟動馬達 
文/邱煒程  圖/顧宗濤  協力/Taroko大魯閣卡丁車場、ROVILUS
 
 
大學時期研究電動賽車
     發展自己的賽車夢
 
今年5月從美國維吉尼亞理工大學(Virginia Tech.)機械系畢業的Gigi,在大學時期開始研究電動賽車,核心技術是可瞬間爆發大動力,與強調長跑型的市售電動車不同。由於卡丁車是賽車等級中的基礎,所以暑假回國就回收退役的125c.c.卡丁車,拆掉引擎和供油系統,留下空殼並開始改造成電動賽車。
 
大學時期開始製作輕型車電動系統的Gigi,從研發到現在的Falcon3.0總花費約40萬。工作之餘就在小工作室開發電動系統,待技術成熟後估計以35萬販售。
 
畢業後到行競科技協助開發電池動力,同時在龍泰鋼鐵廠設一間小工作室來開發自己的電動卡丁車,並取名為「ROVILUS-Falcon」。暑假期間,帶著剛開發的Falcon 2.0,以環島的方式到全台各地的卡丁車場試駕,完成高耐久性的創舉。然而,Gigi的最終理念不是以設計乘車為主,而是開發並販售電動系統為目標,或許是深受行競科技的理念影響吧!
 

採訪當天,Gigi正為準備下場的Falcon 3.0作足檢查,保持最佳車況讓試車手上陣。
 
進化版的Falcon 3.0
     是如何達到高性能?
 
Falcon 3.0是如何做到125c.c.卡丁車等級的高性能?關鍵是採用DC無刷高性能馬達18kw(約25hp),屬於電子式的換相(也就是我們聽過的「三相」變頻),讓馬達轉速調整變得簡單,使運轉相當平順又快,轉速的調整範圍寬廣,讓電壓和轉速成正比,能作出轉速線性化的表現。
 

Gigi設計的電動系統很簡單(無刷馬達+控制器+3組鋰鐵電池),透過BMS電池管理系統去監控電池的狀態。
 
 
這直接反映起步的瞬間扭力非常大,從低速到高速都以維持穩定的速度和扭力,還能在低速下進行高功率的運行,省掉減速機驅動大負載的裝置(意思是在低速有很強的負載能力)。另一個優點是火花和噪音相對變少,讓可靠度和效率相當高,最高能達到85%的效率,這就是為什麼許多車廠開始投入電動車的原因吧?
 

125c.c.的原車架無法裝載電動系統,必須額外製作框架才能進行配重,而裝置緊靠在駕座的兩側,防止重心偏後移之外,也減少轉動慣量,讓過彎更加敏捷。再說鋰鐵電池組有複合式冷卻和絕緣導線,不用擔心車手的安全。
 
電動車最核心的技術是電池,Falcon 3.0使用的是片狀鋰三元電池,在電池芯被火燒或刺穿的處置下不會爆炸,仍維持運作一段時間。Gigi巧妙的將鋰鐵電池模組化,採用複合式冷卻,透過液冷與氣冷的相互作用達到比單純氣冷更好的散熱、減少比單純液冷的高成本,在極端氣溫下仍保持電池的最高效率(鋰鐵電池的最佳工作溫度約45℃)。而電池壽命是6000次的充電循環,是一般電池的12倍,只要快充半小時就能充飽。透過自行設計的電池管理系統下,最大的變相電流700A,讓馬達穩定的輸出25hp/3.26kgm,非常適合輕型載具如卡丁車、高爾夫球車、小型快艇、摩托車使用。
 

BMS電池管理系統能監控電壓、電流、溫度,估算電池組當前的剩餘電量,也能配合溫控系統維持電池的最佳工作溫度,維持電池組的平衡。只要轉動鑰匙就能啟動,但要注意旁邊的按鈕是前進還是後退?還有斷電的紅按鈕平常沒事就別去按。
 

承載電動系統的框架,用鋁製管夾跟原車架鎖在一起,避免直接燒焊或鑽孔車架後發生應力集中的潛在危險。

素人改造電動卡丁車ROVILUS Falcon 3.0 (下)

原車架不利於電動裝置
     必須製作框架來承載
 
電動裝置擁有1顆馬達、1個控制器和3組電池,但裝不下在原本的125c.c.車架,於是Gigi設計3個框架,利用雷射切割、彎曲鈑金和燒焊把框架組起來,然後將CNC車銑的鋁製管夾,把框架固定在車架的兩側,減少重心過於往後傾的問題。由於輸出的扭力比引擎還大,索性將鏽掉的傳動軸換成管壁較粗的版本,同時加寬後軸來增加循跡性,前軸的加寬和Toe Out的增加來加強剛性。
 

因為回收的125c.c.卡丁車比較老舊,一些耗材需要更換,像踏板和鋼線都直接翻新,而油門是透過導線來驅動馬達。方向機的舵桿也經過強化,還有非常重要的傳動軸也加粗加寬,才能承受馬達的大扭力和操控極限。
 

來自義大利的IAME X30 125c.c.水冷式引擎,傳動軸厚度比Falcon 3.0薄,但30hp/2kgm(16000rpm)+90kg的搭配幾乎是佔上風。
 
當汽油的IAME X30
     遇上電動的Falcon 3.0?
 
25hp的Falcon 3.0在大魯閣卡丁車場到底有多快?為了有實際的參照組,特別邀請店長小毅派出125c.c.的IAME X30一起下場。30hp的IAME X30,引擎採用水冷式,比起一般的氣冷式有更好的散熱效果,加上高達16000rpm和90kg的車重讓出彎的速度非常快,且全球超過25個國家都曾舉辦X30 Challenge比賽,每年的國際總決賽聚集所有分站冠軍在利曼卡丁車場搏鬥,培育出不少F1車手,可見戰力不是一般的強。至於Falcon 3.0的車重120kg,但配重恰當,讓四條輪胎的抓地力平均,借助無刷馬達的強勁扭力,能彌補車體過重的劣勢。
 

今年才17歲的高中生鄧同學,13歲開始練卡丁車,偶爾會到馬來西亞跟當地車手比賽,已經成為Gigi的開發試車手了,當天的Falcon 3.0也是由他來開。
 
 
以小編在旁邊觀察,兩台車在過彎都不相上下的跟著,上大直線的後半段開始,Falcon 3.0就被拉開,也許電動車的極速不比汽油車還高所導致,但距離不是很遠,進入連續彎道後的車距又縮短了,有好幾次都超車,可惜Falcon 3.0的53V電壓的續航力不夠遠,全力爆發的10分鐘後電力開始下降,只能回Pit充電。後來換小毅試駕Falcon 3.0,隨傳隨到的全扭力,加上沒有多餘的震動,讓加速非常平順,加上前後軸的加寬,過彎極限變得非常高,較少有滑胎的現象,這跟汽油車的感受頗大。輪到小編親自體驗,沒有太多的震動讓駕馭起來不比汽油車費力,恐怖的加速力很快就衝到極速,速度感跟夢時代的一鍵加速卡丁車類似,給予的高操控性讓車手很有信心的攻彎,至於兩位車手的評價如何,請留意「Option改裝車訊」粉絲頁,會有影片喔!
 

特別邀請大魯閣卡丁車場的店長小毅來協助這次的拍攝,駕駛等級差不多的IAME X30 125c.c.來驗證Falcon 3.0有多快?
 
Falcon 3.0前輪的camber和caster都有經過調校,加上前後軸的加寬以及很好的配重,過彎極限比一般的125c.c卡丁車來得殺,幾乎很少有滑胎的現象(輪胎規格跟X30一樣)。
 

IAME X30 在全球超過25個國家都有舉辦比賽,台灣也是其中之一。有不少F1車手也是開X30訓練出來的,是一台標準的競技卡丁車。
 
油車和電車可說是世代的衝擊,有人喜歡高亢的引擎聲,有的喜歡未來科技感。當天兩台車都互相緊追著,X30可能遇到對手了。至於兩位車手交換開車後的評價如何?請留意「Option改裝車訊」粉絲頁,會有影片喔!