来自世界各地的大学团队设计和制造太阳能汽车，参加世界太阳能挑战赛。该竞赛每两年举行一次，旨在促进研究和激发人们对太阳能汽车的兴趣。最近竞争,40个研究生和本科生在新南威尔士大学(新南威尔士大学)太阳能赛车团队设计并建造了夜,球队的第五代太阳能汽车(图1)。我们赢得了荣誉的第一个穿过终点线3000公里比赛从达尔文到阿德莱德。仅仅9个月后，伊芙以107公里/小时(66.5英里/小时)的平均速度一次充电行驶了500公里(311英里)，打破了26年来保持的纪录。
而MATLAB®我们不可能如此积极地追求这一记录。为了充分利用eVe锂离子电池储存的能量（图2），我们需要准确地知道电池在不同充电状态和不同负载下的性能。MATLAB模型使我们能够预测电池性能，并确定eVe应以多快的速度最大限度地提高电池使用率。我们还使用MATLAB在eVe在赛道上时监测性能。
用MATLAB建模eVe电池包
我们需要一个能够准确捕捉电池非线性行为的模型。我们的MATLAB电池模型基于一组广泛使用的电池动力学方程组。为了使模型准确，我们必须调整这些方程中使用的参数，以匹配我们使用的电池的特定特性。我们确定了这些参数通过在一系列负载下对电池进行放电的大量实验，我们使用了数据采集工具箱™ 在这些实验中，使用国家仪器DAQ测量和记录电压和电流，然后使用MATLAB将方程与测量结果进行拟合。
我们选择MATLAB来完成这个任务有几个原因。首先，由于MATLAB在新南威尔士大学的工程课程中被广泛使用，Sunswift团队的大多数学生以前都用过它来解决工程问题。其次，MATLAB是现成的。新南威尔士大学有一个总学术人数许可，使学生很容易访问MATLAB为我们的项目。第三，MATLAB代码易于工程师理解，这意味着团队的新成员可以快速上手。
太阳雨燕参加世界太阳能挑战赛
新南威尔士大学在光伏研究方面处于世界领先地位，在世界太阳能挑战赛(world Solar Challenge)的早期，许多竞争对手在他们的汽车上使用了新南威尔士大学的技术。1996年，新南威尔士大学的一群学生决定利用大学在科技方面的领先地位，自己组建一个团队。他们开发的Sunswift 1在第一次比赛中在46名参赛者中排名第九(图3)。
2013年，竞赛增加了巡洋舰级别，以鼓励开发更实用的太阳能汽车，能够搭载驾驶员和乘客。
Sunswift eVe的设计就是为了参加这一级别的比赛。eVe配备了四平方米的硅太阳能电池，能够产生800瓦的功率（图4）。太阳能电池阵列驱动汽车后轮内的无刷直流电机，使eVe能够达到132公里/小时的最高速度。
伊芙在首届巡洋舰级比赛中以38小时35分钟的最快速度跑完3022公里。
实时监控性能
通过使用MATLAB来监控eVe在比赛中的表现，我们能够快速地排除问题。例如，对电池放电率的MATLAB分析表明，在使用手刹后制动器开始摩擦。在我们解决问题之前，我们让司机尽量少用手刹车。
我们使用了类似的技术来识别有缺陷的光伏电池。比赛前，我们测量和分析了不同太阳条件下的电池输出，并在MATLAB中建立了基线。通过在比赛中对比eVe的遥测数据，我们能够在几秒钟内确定故障细胞。
准备创造世界纪录
在世界太阳能挑战赛之后，Sunswift团队决定尝试打破一项世界纪录，我们心里有一个特别的记录:最快500公里的电动汽车。我们选择这个记录是因为它符合团队的首要目标之一:切实利用太阳能技术。消费者往往不愿购买电动汽车，因为他们已经拥有了射程焦虑，或担心车辆没有足够的动力到达目的地。我们相信，如果eVe能够以100 km/h的标准公路速度一次性充电完成500公里的行程，将缓解这种担忧。
我们面临的挑战是确定eVe可以行驶的最大速度，500公里后电池几乎没有电了。（伊芙的太阳能电池板将全程覆盖。）出发前，我们使用我们的MATLAB电池模型进行了模拟，看看伊芙能跑多快。为了解释维多利亚州安格尔海澳大利亚汽车研究中心赛道上的山丘和倾斜曲线，我们在几次试车中收集了GPS数据。我们在MATLAB中处理了这些数据，为整个轨道创建了一个高度剖面，我们可以将其与电池模型一起包含在我们的模拟中（图5）。
当最初的模拟显示eVe可以以超过100 km/h的速度行驶，并且仍然有足够的动力完成跑步时，我们感到惊喜。
超越终点线
我们在大部分时间里以超过110公里/小时的速度巡航，平均速度为106.966公里/小时，其中还需要加油。然而，跨越终点线创造世界纪录更像是一个起点，而不是终点。顶尖工程公司的招聘人员对Sunswift团队的成就和它展示出的系统解决挑战性问题的能力印象深刻。我们中的许多人现在已经开始了在这些公司的工程生涯。
eVe将参加2015年世界太阳能挑战赛，该挑战赛将于10月18日在达尔文开始，10月25日在阿德莱德结束。与此同时，目前的Sunswift团队已经开始着手实施其雄心勃勃的项目，以实际应用太阳能技术。他们正在重新设计和改造eVe，使其成为澳大利亚第一辆合法上路的太阳能跑车。他们还继续开展长期的社区外展项目，团队成员访问当地学校，利用eVe让学生对工程和可再生能源感到兴奋，并激励下一代Sunswift工程专业的学生。
