至关重要的太阳能赛车遥测系统必须高效节能

任何比赛都会将参赛者的表现推向极致。当赛事的目的是挑战公认的思维方式并尝试多种新技术时，失败的可能性就会非常高。如果再加上特别恶劣的条件比如极端高温（众所周知，这是影响很多系统的致命因素，尤其是电子设备系统），还能完成比赛，这就算得上一场胜利了。

这无疑是参加今年的普利司通世界太阳能车挑战赛的许多车队所秉承的精神，这是一场太阳能车的盛大赛事，从北到南，从达尔文到阿德莱德，在酷热中穿越澳大利亚内陆。2019年，也就是上一次举办该赛事时，许多车队都未能完赛，例如Vattenfall车队，这支经验丰富、曾经取得过成功的荷兰车队，他们的赛车Nuna在领先之时却被大火烧毁。

火灾是所有车队都非常担心的一个问题，因为高效但不稳定的电池系统在比赛中会被推到极限，很容易过热引起燃烧。另一个挑战是稳定性，因为赛车是为提高空气动力效率而设计的，但却无法承受F1赛车为提供下压力而使用的稳定器的负重。2019年，由于风速过大，三辆领先的赛车在时速超过100公里的情况下发生了碰撞，不过来自德国的Sonnenwagen和来自比利时的Agoria都成功完成了比赛，比利时人甚至首次赢得了这项赛事。

这些赛车在穿越澳大利亚中部的沙漠时并不孤单。每个车队都配备一辆领路车和一辆追踪车，领路车负责侦察路线和路况，追踪车负责对路况进行复杂的逐分钟分析，以便确定最大限度利用现有太阳能的最佳策略。这需要准确的遥测技术来监测和传达关键任务系统的状况，例如安全性、电池状况、速度、转向、控制以及用电、储电和收集。

提供这些功能的电子系统与其他所有系统一样，需要尽可能高效，因为在比赛期间只能从车载太阳能电池板获取电力。其目标是实现“能源中和”，即仅使用沿路线前进时捕获的尽可能多的能量，而不消耗电池储备。然而，有时太阳会被云层遮挡，而在其他时候，尤其是在途经有挑战性的路段时，则需要更高的能耗。

来自瑞士苏黎世联邦理工学院的αCentauri Solar Racing车队正在使用基于Power Integrations开关IC的辅助电源，为其名为Aletsch的赛车控制板实现功率变换，并提供关键的安全动力传动系统关闭功能，该功能可在紧急情况下从车内和车外启动。在αCentauri早期的设计方案中，电源功率模块的峰值效率为90%。

然而，早期系统在轻载时效率会下降，而大多数低压功能（包括方向盘控制、电池遥测、CANBUS连接、照明）都是在轻载下运行。该车队联系PI，希望改进设计；原始规格要求为90-150VDC输入和12VDC、10W（额定）输出。峰值功率设定为50W。

新系统采用Power Integrations基于PowiGaN的750V InnoSwitch3-EP反激式开关IC，在峰值和轻载下可实现约95%的效率。此外，新设计还能节省空间、减轻重量。αCentauri非常高兴地看到，即使在20%负载的情况下，新设计也能保持高效率，而这正是他们的主要目标。

αCentauri根据效率差异进行计算，在约20W的负载下可实现平均节能~1.5W。在整个挑战赛程中，他们预计可以节省60Wh的电量，足够太阳能车行驶5公里（在黑暗中）。

除了为关键任务和重要的电池监测遥测系统供电外，控制板还驱动警报喇叭。这不仅是一项法规要求，因为挑战赛是在开放的公共道路上进行的，所有汽车都必须“合法上路”（并遵守速度限制），而这也是一项非常实用的要求。减速和加速都会浪费宝贵的能源，因此，如果野生动物误入（或者跳入）高速公路，声音警告不仅是必要的，也是宝贵的工具。

Power Integrations很高兴能够赞助αCentauri车队，并为其成功穿越澳大利亚内陆加油助威。Mr. Green将前往澳大利亚，使用#PowiGaNVan关注他们，并将沿途跟踪报道。我们希望您通过此博客、我们的YouTube频道和社交渠道关注我们。

本篇Mr. Gree博客是#PowiGaNVan特别系列博客、视频博客、直播和社交文章的一部分，我们将跟随αCentauri车队穿越澳大利亚内陆，一起见证普利司通世界太阳能车挑战赛。