新能源车大降价
某“19款国产电车”
技术依然领先？
图源：知乎汽车资讯
2024年整个汽车销售市场就陷入了“内卷”模式，各品牌陆续推出新车型，公布“掀桌”价，引起一波又一波的热搜。当然，除了卷价格，还有卷技术，“800V平台”“100度电池”“SiC碳化硅电机”“高阶智驾”等都是各新能源厂商宣传时的关键词，感叹电车的更新速度真是太快了。
等等，是不是跑题了？我们是天文科普平台，怎么在讲新能源汽车？
其实，在地外38万公里处，有一辆“19款国产电车”马力不足1匹（1匹=735.5瓦），最高时速也只有0.2千米/小时……但技术依然遥遥领先？它是什么车？让我们从纯电汽车三电（电机、电池、电控）的角度，来了解下这辆行驶在月球上的电车——“玉兔二号”月球车。
“玉兔二号”月球车 | 图源：微博@月球车玉兔二号
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| 什么是月球车？|
月球车，学名叫月面巡视探测器。2019年1月3日，我国的嫦娥四号探测器载着“玉兔二号”成功在月球背面着陆，成为世界上第一辆在月球背面运行的月球车。截至2023年9月，“玉兔二号”已行驶1568米，为我们传回大量探测数据，它也早已成为月面工作时间最长的月球车。
嫦娥四号着陆器地形地貌相机拍摄的“玉兔二号” | 图源：国家航天局网站
月球，一个陪伴了地球无数个日夜的天然卫星，很多国家都不断摸索如何登月，截至到2024年，月球上一共有8辆月球车，其中前苏联2辆，美国3辆，中国2辆，印度1辆。
美国阿波罗LRV（Lunar Roving Vehicle）月球车 | 图源：百度图片
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| 月球车有什么用？|
月球车，其实就是行驶在月面上的“电动车”。我国“玉兔二号”的主要任务是探测月球表面的地质地貌，“边走边看”传回的图像和数据，供地面科学家进行研究分析。
当然，这些“电动车”的实际用途不同，各方面的设计和功能也不一样。美国的月球车更像是一辆“代步车”（外观也很像汽车），宇航员驾驶着它执行探测任务。
Tips：
“阿波罗”探月任务中的月球车由美国波音和通用汽车公司联合设计和制造，通用汽车的车载通信系统On Star（安吉星），最早就是起源于登月通信技术。
安吉星系统 | 图源：百度百科
现在，如果我们要选购一辆电车，除了外观、内饰、配置外，想必“三电”是我们必看的基本参数。接下来，让我们从“三电”的角度来看一下我国的“玉兔二号”月球车。
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| “三电”之电机（动力部分）|
电车的驱动电机通常有单电机、双电机、四电机等，理论上电机数量越多，“性能”越强，如果搭载了两台电机（通常是前、后各一台的布局），这样就具备了四驱功能。
纯电四驱车型 | 图源：视知车学院
“玉兔二号”月球车采用6轮6电机，具有一定的“越野”能力（20度爬坡、20厘米越障），另外加上4个转向电机，能够实现原地转弯，从容应对月球表面复杂的地形。
“玉兔二号”原地转向 | 图源：央视视频
另外，整个电机采用了无缝设计，这样可以有效防止月尘进入电机，以免造成不必要的麻烦。
迄今为止，所有在月球上的月球车都是电机驱动，这么多年来，电机的技术已经比较成熟，为什么“玉兔二号”4年多才行驶了1500多米？难道是技术不行？
当然不是啦，主要原因有以下几点：
（1）任务性质决定时速。家用车的加速能力可能是一项重要的指标，但“玉兔”上月球可不是为竞速，身上还装着大量仪器设备，工作时会走走停停；另外，只有在月球的白天才能工作，而且月午的时候表面温度会超100℃，也不适合工作。受到月表实际情况的影响，一个月也就只有几天能“上班”，安全行驶、准确探测更为重要。
“玉兔二号”部分仪器及组件 | 图源：上海天文馆征程展区
（2）月球的环境因素。“玉兔二号”重量为135千克，是历史上最轻的月球车，设计速度可达200米/小时，但由于月球重力低（约地球的六分之一），如果月球车速度过快，还有可能会“飞”起来，万一翻车就有大麻烦了，就像玉兔自己（微博@月球车玉兔）所说：“如果真的掉在坑里了……可能就只能呆在坑底了”。
电影《独行月球》画面 | 图源：豆瓣电影截图
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| “三电”之电池（能源部分）|
当今电车的电池组通常采用的是三元锂电池或磷酸铁锂电池，前者在相同体积下的能量密度大、充电效率高；而后者充电循环次数多、热稳定性高。
三元锂和磷酸铁锂 | 图源：知乎汽车资讯
“玉兔二号”用的是什么电池？
其中一块是太阳能电池。“玉兔二号”的能源主要来自太阳能，白天时两块太阳能帆板会展开，像向日葵一样面向着太阳，太阳能电池为所有设备供电。但当月夜来临（月球自转和公转都为27.32天，其中一半为白天），接收不到太阳能时，就需要找个合适的地点，收起太阳能帆板，做好设备低温保护，静静等待下一个白天的到来。
“玉兔二号”关闭太阳能帆板的状态 | 图源：上海天文馆征程展区
另一块是同位素电池。由于月球没有大气层，无法阻挡热量，也不能保温，月夜时最低温度会达到—196℃左右，为防止低温造成部件损坏，“玉兔二号”携带了一组基于钚238的同位素温差发电机，通过不断释放的热能用于保暖，在维持内部的温度的同时，为探测器提供不低于2.5W的电能。
两种电池在日夜交替下相互转换，保证“玉兔二号”在极端低温的环境下仍能保持工作，实际的运行时长已远超过了设计寿命，展现出卓越的抗寒能力和稳定性。
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| “三电”之电控（控制）|
很多电车在宣传时，经常会提到智能驾驶（现在比较多的是L2级），就是在特定的情况下车辆实现自动巡航、跟车、刹车等，但在复杂路况或部分场景下，驾驶员需要随时接管车辆。实现这些功能需要大量的传感器，包括摄像头、雷达等，收集周围环境数据，通过车载电脑处理后控制车辆行驶。
智能驾驶的大量传感器 | 图源：AI生成
“玉兔二号”的行驶原理其实和自动驾驶相似。在月面巡视时，可以采用地面遥控或自主导航两种模式。
一种是地面遥控模式：就是人工控制，“玉兔二号”顶部的导航相机相当于眼睛，可以对月球进行拍照成像，通过中继卫星“鹊桥”向地面传输信息，科研人员经过数据分析，判断月面地形的具体情况，如撞击坑的宽窄、深浅，石块的大小、距离等，规划出安全行驶的路径后开始行驶。
嫦娥四号拍摄的月球地形地貌（局部图）| 图源：国家航天局网站
另一种是自主导航模式，就是自动驾驶，“玉兔二号”主要通过前端的激光探测和避障相机实现。前者是利用车体前端的激光点阵器，投射两排激光到月面，来判断前方地面的平坦程度；后者则利用避障相机的成像，分段识别路况的平整度，再逐步行驶到目标点。
“玉兔二号”巡视器四件“装备” | 图源：微博@探月与航天工程中心
从“玉兔号”月球车首抵月球，到“玉兔二号”登陆月球背面，我国在探月中不断取得突破。去年，中国探月工程也有了IP形象，是一只太空兔叫“兔星星”，英文名“To star”，寓意“玉兔巡月，扬帆星河”，表达了新时代中国航天向宇宙深空进发的豪情愿景。相信在不远的未来，会有更多的中国航天器飞向更远的深空，去探索更多的未知。
兔星星 | 图源：人民日报
数据来源：
中国国家航天局网
中国探月与深空探测网
微博@月球车玉兔二号
上海天文馆微信公众号
编辑：贞木
审核：水仙
图源：已在文中标注
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