设置一个世界速度纪录Student-Designed太阳能电动汽车

来自世界各地的大学团队设计和建造太阳能汽车参加世界太阳能汽车大赛。每两年举行一次,这种竞争是为了促进研究和促进太阳能汽车的兴趣。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,夏娃站了26年,记录旅行500公里(311英里)一次电池的平均速度107公里/小时(66.5英里)。

而MATLAB^®我们不能够追求记录如此咄咄逼人。充分利用电力储存在夏娃的锂离子电池(图2),我们需要知道电池如何执行各种状态的电荷和在各种负载。MATLAB模型使我们能够预测电池性能和确定如何快速夜应该去最大化电池使用。我们还利用MATLAB监控性能,同时夜是在跑道上。

用MATLAB建模前夕电池组

我们需要一个模型,准确地抓住了电池的非线性行为。MATLAB电池模型是基于广泛使用的电池动力学方程组。使模型准确我们不得不调整这些方程中使用的参数匹配电池我们正在使用的特定属性。我们确定这些参数值通过运行大量的实验,我们在一系列的负载下电池放电。我们使用数据采集工具箱™和测量和记录国家仪器采集电压和电流在这些实验中,然后用MATLAB对测量结果符合方程。

我们选择了用MATLAB对这个任务有几个原因。首先,由于使用MATLAB在整个工程课程在新南威尔士大学,大多数学生在太阳极速团队之前使用它来解决工程问题。第二,MATLAB是现成的。新南威尔士大学有学术人员许可,方便学生访问MATLAB为我们的项目。第三,MATLAB代码便于工程师理解,这意味着新成员的团队可以很快开始。

实时监控性能

通过使用MATLAB监控前夕的表现在比赛中,我们能够迅速排除故障。例如,MATLAB电池放电率的分析表明,刹车手制动应用后开始摩擦。我们有司机减少他们的使用手制动,直到我们可以解决这个问题。

我们使用类似的技术来识别错误的光伏电池。在比赛前我们测量和分析细胞输出各种阳光条件下在MATLAB建立一个基线。通过比较基线的遥测数据从夏娃在比赛中,我们能够查明故障的细胞在几秒钟内。

准备创造的世界纪录

世界太阳能汽车大赛后,太阳极速团队决定尝试打破世界纪录,和我们有一个特定的记录:最快的电动汽车的距离500公里。我们选择这个记录是因为它符合团队的总体目标:使太阳能技术的实际应用。消费者往往不愿购买电动汽车,因为他们有里程焦虑,或者担心车辆到达目的地没有足够的力量。我们相信如果夏娃可以完成在一个典型的高速公路500公里100公里/小时的速度,它将缓解这一问题。

我们面临的挑战是决定夜的最大速度可以旅行和几乎没有力量离开后的电池500公里。(夏娃的太阳能电池板将覆盖整个运行)。出发前,我们开始模拟时使用MATLAB电池模型看到夏娃能跑多快。占山和倾斜曲线在跑道上位于澳大利亚汽车研究中心的维多利亚我们收集GPS数据在几个测试运行。我们在MATLAB处理这些数据创建一个高度剖面为整个跟踪与电池模型,我们可以包括在我们的模拟(图5)。

我们惊喜当最初的模拟表明,夏娃可以旅行超过100公里/小时,仍有足够的力量来完成。

超越终点线

我们通过巡航设置记录超过110 km / h的大部分时间,场均106.966 km / h停站。跨越终点线设置世界纪录已被证明是比结束的一个起点,然而。招聘人员在前工程公司对太阳极速团队的成就和它显示什么我们系统地解决具有挑战性的问题的能力。我们中的许多人已经开始与这些公司工程事业。

夜将参加2015年世界太阳能汽车大赛,10月18日开始在达尔文和在阿德莱德10月25日结束。与此同时,当前Sunswift团队开始了自己的雄心勃勃的项目实际利用太阳能技术。他们重新设计和重建夏娃澳大利亚第一飞行太阳能跑车。”他们也持续长期的社区外展项目团队成员访问当地的学校,用夜让学生兴奋工程和可再生能源,并激励下一代Sunswift工程的学生。