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零功耗的“生命守护者”: 高中生为汽车安防按下“重启键”
来源:青少年科技创新网 时间:2026-05-12

  今年3月,第29届莫斯科“阿基米德”国际发明与创新技术展览会落下帷幕。这场全球顶尖科创盛会,汇集二十多个国家的六百多项创新成果。其中,来自中国深圳的一群高中生,凭借研发的基于内燃机熄火线能量捕获的无电源一氧化碳中毒预防装置,斩获金奖。这群未满18岁的少年,结合现实安全问题潜心研发,成果获得国际认可。

  一、致命盲区:传统车载安防深陷“三大死穴”

  无色、无味、无臭的一氧化碳,如同潜伏在车内的“隐形杀手”,而传统的安防产品,却始终没能筑牢这道生命防线。目前市面上的车载一氧化碳防护装置,普遍存在三大致命弊端,几乎成了行业“顽疾”。

  1.依赖电源,存在致命“监测盲区”。传统装置要么插在车载USB口取电,要么依赖内置锂电池供电。USB供电的装置,一旦车辆熄火断电,立刻停止工作;锂电池款则需要定期充电、更换电池,电量耗尽时毫无预警直接“罢工”。

  更致命的是,多数装置仅在车辆启动时工作,而一氧化碳中毒恰恰高发于车辆怠速、密闭停车的场景,此时车辆未熄火但未行驶,传统装置要么因电源问题失效,要么因误判不启动,形成完全的安全盲区。

  2.只测不救,报警后无人响应等于“无效防护”。市面上90%以上的车载一氧化碳报警器,都只有“监测+报警”单一功能:浓度超标时发出蜂鸣、闪烁灯光。但现实是,当一氧化碳浓度达到危险值时,车内人员往往已出现头晕、恶心、四肢无力等中毒症状,甚至陷入昏迷,根本无力开窗、熄火或自救。

  报警声再响,也只是“隔靴搔痒”,无法阻止悲剧发生,这也是无数中毒事故中,报警器明明在响,却依旧没能挽回生命的核心原因。

  3.误报率高、稳定性差,实用性大打折扣。多数低端装置采用半导体传感器,易受温湿度、酒精、油烟等环境因素干扰,频繁出现误报;高端电化学传感器虽精准,但依赖持续供电,且寿命短、成本高,难以普及。

  同时,传统装置无法精准判断车辆“怠速停车”状态,行驶中也会误触发报警,让车主逐渐忽视警报,真遇危险时反而失去警惕。

  二、颠覆创新:不插电也能24小时守护,少年发明破解行业死局

  面对传统产品的重重缺陷,广东省深圳市光明区高级中学的杨梓渊、王若菡、刘一萱、史迪伦、曾苑榆、叶亚涛六位同学,用一项“从汽车本身找能量”的创新设计,完美破解其中难题。他们的获奖装置,核心有两大颠覆性突破,彻底改写了车载安防的技术逻辑。

  1.熄火线能量捕获:无需外接电源,车辆本身就是“永久电池”。这是装置最核心的创新——放弃传统外接电源思路,独创内燃机熄火线能量捕获技术。团队发现,燃油车发动机工作时,熄火线会产生持续的脉冲电压与能量波动,以往这部分能量完全被浪费。

  他们通过特制的能量捕获模块、稳压储能电路,将熄火线的微弱能量收集、转化、储存,为整个装置提供源源不断的电力。

  无论车辆是行驶、怠速还是短暂熄火,只要发动机处于工作状态,装置就能自动充电;即便发动机熄火,储能模块也能维持装置长时间监测。真正实现无外接电源、无需充电、永不断电,彻底消除电源依赖带来的监测盲区,24小时不间断守护车内安全。

  2.监测+主动排气双功能:超标自动开窗通风,从“提醒”到“救人”。区别于传统装置“只报警不干预”,这款装置集成高精度一氧化碳传感器+智能控制模块+主动排气系统,形成“监测—判断—干预”的完整防护闭环。

  实时精准监测:采用工业级电化学传感器,灵敏度达1ppm,全天候捕捉车内一氧化碳浓度变化。

  智能状态判定:通过车辆怠速、转速、车门状态等数据,精准识别“密闭停车怠速”的高危场景,避免误报。

  主动干预救人:浓度超标时,装置先发出声光警报,若短时间内浓度未下降,立即自动启动排气控制模块,联动车辆车窗升降系统,自动降下车窗、开启外循环,快速排出有毒气体,同时切断发动机怠速隐患。

  三、技术拆解:从生活痛点到科创突破,其中有着怎样的科创思维

  很多人会好奇,一群高中生,没有顶尖实验室、没有专家团队,为何能攻克成人、企业都没解决的行业难题?

  项目灵感并非来自课本或实验室,而是源于日常的新闻关注。团队负责人杨梓渊坦言,多次看到车内一氧化碳中毒的悲剧后,他特别揪心:“为什么明明有报警器,还是会出事?”带着这个疑问,他和队友开始调研,发现传统装置的电源与功能短板是核心症结,于是定下“无电源、主动救”的研发目标。

  行业内研发者长期陷入“如何优化电源”的误区:要么升级锂电池,要么加装太阳能板,却始终没摆脱“需要供电”的枷锁。而这群高中生跳出固有思维,逆向思考:汽车本身就是能量源,为何不利用被浪费的能量?

  他们没有纠结“怎么加电源”,而是研究“怎么从车辆取能”,从熄火线的细微能量波动中找到突破口。

  从创意到成品,团队花了整整一年时间,全程利用课余、周末时间研发,没有耽误一堂文化课。过程中,他们遭遇无数挫折:能量捕获效率低、线路干扰导致监测不准、怠速判定频繁误触发、联动车窗的电路匹配失败……

  没有专家指导,他们就泡在图书馆、查专利文献、反复做实验;硬件焊接出错,就一遍遍拆了重焊;算法设计有误,就熬夜修改调试。没有一蹴而就的成功,只有日复一日的坚持,这份面对挫折不放弃、面对难题敢死磕的专注力与执行力,比金奖本身更有价值。

  (青少年科创)


  今年3月,第29届莫斯科“阿基米德”国际发明与创新技术展览会落下帷幕。这场全球顶尖科创盛会,汇集二十多个国家的六百多项创新成果。其中,来自中国深圳的一群高中生,凭借研发的基于内燃机熄火线能量捕获的无电源一氧化碳中毒预防装置,斩获金奖。这群未满18岁的少年,结合现实安全问题潜心研发,成果获得国际认可。

  一、致命盲区:传统车载安防深陷“三大死穴”

  无色、无味、无臭的一氧化碳,如同潜伏在车内的“隐形杀手”,而传统的安防产品,却始终没能筑牢这道生命防线。目前市面上的车载一氧化碳防护装置,普遍存在三大致命弊端,几乎成了行业“顽疾”。

  1.依赖电源,存在致命“监测盲区”。传统装置要么插在车载USB口取电,要么依赖内置锂电池供电。USB供电的装置,一旦车辆熄火断电,立刻停止工作;锂电池款则需要定期充电、更换电池,电量耗尽时毫无预警直接“罢工”。

  更致命的是,多数装置仅在车辆启动时工作,而一氧化碳中毒恰恰高发于车辆怠速、密闭停车的场景,此时车辆未熄火但未行驶,传统装置要么因电源问题失效,要么因误判不启动,形成完全的安全盲区。

  2.只测不救,报警后无人响应等于“无效防护”。市面上90%以上的车载一氧化碳报警器,都只有“监测+报警”单一功能:浓度超标时发出蜂鸣、闪烁灯光。但现实是,当一氧化碳浓度达到危险值时,车内人员往往已出现头晕、恶心、四肢无力等中毒症状,甚至陷入昏迷,根本无力开窗、熄火或自救。

  报警声再响,也只是“隔靴搔痒”,无法阻止悲剧发生,这也是无数中毒事故中,报警器明明在响,却依旧没能挽回生命的核心原因。

  3.误报率高、稳定性差,实用性大打折扣。多数低端装置采用半导体传感器,易受温湿度、酒精、油烟等环境因素干扰,频繁出现误报;高端电化学传感器虽精准,但依赖持续供电,且寿命短、成本高,难以普及。

  同时,传统装置无法精准判断车辆“怠速停车”状态,行驶中也会误触发报警,让车主逐渐忽视警报,真遇危险时反而失去警惕。

  二、颠覆创新:不插电也能24小时守护,少年发明破解行业死局

  面对传统产品的重重缺陷,广东省深圳市光明区高级中学的杨梓渊、王若菡、刘一萱、史迪伦、曾苑榆、叶亚涛六位同学,用一项“从汽车本身找能量”的创新设计,完美破解其中难题。他们的获奖装置,核心有两大颠覆性突破,彻底改写了车载安防的技术逻辑。

  1.熄火线能量捕获:无需外接电源,车辆本身就是“永久电池”。这是装置最核心的创新——放弃传统外接电源思路,独创内燃机熄火线能量捕获技术。团队发现,燃油车发动机工作时,熄火线会产生持续的脉冲电压与能量波动,以往这部分能量完全被浪费。

  他们通过特制的能量捕获模块、稳压储能电路,将熄火线的微弱能量收集、转化、储存,为整个装置提供源源不断的电力。

  无论车辆是行驶、怠速还是短暂熄火,只要发动机处于工作状态,装置就能自动充电;即便发动机熄火,储能模块也能维持装置长时间监测。真正实现无外接电源、无需充电、永不断电,彻底消除电源依赖带来的监测盲区,24小时不间断守护车内安全。

  2.监测+主动排气双功能:超标自动开窗通风,从“提醒”到“救人”。区别于传统装置“只报警不干预”,这款装置集成高精度一氧化碳传感器+智能控制模块+主动排气系统,形成“监测—判断—干预”的完整防护闭环。

  实时精准监测:采用工业级电化学传感器,灵敏度达1ppm,全天候捕捉车内一氧化碳浓度变化。

  智能状态判定:通过车辆怠速、转速、车门状态等数据,精准识别“密闭停车怠速”的高危场景,避免误报。

  主动干预救人:浓度超标时,装置先发出声光警报,若短时间内浓度未下降,立即自动启动排气控制模块,联动车辆车窗升降系统,自动降下车窗、开启外循环,快速排出有毒气体,同时切断发动机怠速隐患。

  三、技术拆解:从生活痛点到科创突破,其中有着怎样的科创思维

  很多人会好奇,一群高中生,没有顶尖实验室、没有专家团队,为何能攻克成人、企业都没解决的行业难题?

  项目灵感并非来自课本或实验室,而是源于日常的新闻关注。团队负责人杨梓渊坦言,多次看到车内一氧化碳中毒的悲剧后,他特别揪心:“为什么明明有报警器,还是会出事?”带着这个疑问,他和队友开始调研,发现传统装置的电源与功能短板是核心症结,于是定下“无电源、主动救”的研发目标。

  行业内研发者长期陷入“如何优化电源”的误区:要么升级锂电池,要么加装太阳能板,却始终没摆脱“需要供电”的枷锁。而这群高中生跳出固有思维,逆向思考:汽车本身就是能量源,为何不利用被浪费的能量?

  他们没有纠结“怎么加电源”,而是研究“怎么从车辆取能”,从熄火线的细微能量波动中找到突破口。

  从创意到成品,团队花了整整一年时间,全程利用课余、周末时间研发,没有耽误一堂文化课。过程中,他们遭遇无数挫折:能量捕获效率低、线路干扰导致监测不准、怠速判定频繁误触发、联动车窗的电路匹配失败……

  没有专家指导,他们就泡在图书馆、查专利文献、反复做实验;硬件焊接出错,就一遍遍拆了重焊;算法设计有误,就熬夜修改调试。没有一蹴而就的成功,只有日复一日的坚持,这份面对挫折不放弃、面对难题敢死磕的专注力与执行力,比金奖本身更有价值。

  (青少年科创)