重要的太陽能車賽事遙測系統務必節能高效

每一場賽事都會將參賽者的表現推向極限。當賽事的目的是挑戰公認的思維和嘗試多種新技術時，失敗的可能性非常高。如果再加上極端惡劣的條件 (包括極端高溫，眾所周知，這是許多系統的致命因素，尤其是電子裝置)，那麼完賽就是一種巨大勝利。

這無疑是參加今年普利司通世界太陽能車挑戰賽的許多車隊所宣稱的精神，普利司通世界太陽能車挑戰賽是一場從北向南、從達爾文到阿得雷德，在酷熱中穿越澳洲內陸的太陽能車比賽。2019 年，也就是上一次舉辦該賽事時，許多車隊都沒有完成比賽，比如經驗豐富、此前取得成功的荷蘭車隊 Vattenfall，他們的賽車 Nuna 在領先時被大火燒毀。

火災是所有車隊的主要關注問題，因為高效但易揮發的電池系統在比賽中被推到極限，很容易過熱，從而導致燃燒。另一個挑戰是穩定性，因為「賽車」的設計是為了提高空氣動力學效率，但卻無法承受 F1 賽車中用於提供下壓力的穩定器的酬載。2019 年，儘管來自德國的 Sonnenwagen 和來自比利時的 Agoria 都成功完成了比賽，比利時隊甚至首次贏得了比賽，但由於惡劣的風力條件，三輛領先的賽車在超過 100 公里/小時的速度下發生了碰撞。

在穿越澳洲中部的沙漠時，這些車子並不孤單。每支隊伍還包括一輛領頭車，負責偵察路線和路況，還有一輛追逐車，負責對路況進行複雜的每分鐘分析，以便確定最大限度使用太陽能的最佳策略。這需要精確的遙測技術來監測和傳達任務關鍵性系統的狀況，例如安全性、電池狀況、速度、轉向、控制、電力使用、儲存和收集。

提供這些功能的電子系統就像其他所有零件一樣需要盡可能高效，因為在比賽期間只能從車載太陽能電池板中汲取電力。其目標是實現「能量中性」，即在整個過程中盡可能使用捕獲的能量而不消耗電池儲備的情況下。然而，有時太陽會被雲層遮住，而在其他時候，特別是在具有挑戰性的地方，需要更高的能源消耗。

來自瑞士蘇黎世聯邦理工學院的 αCentauri Solar Racing 車隊正在使用一種採用 Power Integrations 切換開關 IC 的輔助電源供應器，為其名為 Aletsch 的車輛控制板轉換電源，並提供關鍵的安全動力傳動系統關閉功能，該功能可以在緊急情況下從車內和車外啟動。αCentauri 在早期設計中所用的 PSU，其功率模組的峰值效率為 90%。

然而，早期的系統在輕負載時效率會下降，因為大多數低電壓功能 (包括方向盤控制、電池遙測、與 CANBUS 的連接、車燈) 都是以輕負載運作。該車隊聯絡 PI 進行設計改進；原始規格要求 90-150V DC 輸入，12V DC、10W (標稱) 輸出。峰值功率設定為 50 W。

新系統使用 Power Integrations 採用 PowiGaN 技術的 750 V InnoSwitch3-EP 返馳式切換開關，在峰值和輕負載條件下可實現約 95% 的效率。此外，新設計還節省了空間和重量。αCentauri 非常高興地看到，即使在 20% 的負載條件下新設計也能保持高效率，這是他們的主要目標。

αCentauri 計算出在大約 20W 負載條件下的效率差異導致平均節省約 1.5W 的功率。在整個挑戰賽過程中，他們希望節省 60Wh，這足以在黑暗中駕駛太陽能賽車行駛 5 公里。

除了為任務關鍵性系統和重要的電池監測遙測系統供電外，控制板還將驅動警告喇叭。這不僅僅是一項監管要求 (因為挑戰賽的地點是在開放的公共道路上，所有賽車都必須能夠「合法上路」(並遵守限速要求))，同時也是一項非常實際的要求。減速和加速會浪費寶貴的能量，因此，為了防備誤入 (或忽然跳入) 高速公路的野生動物，聲響警告是一種很實用且非常必要的工具。

Power Integrations 很高興提供贊助並為 Team αCentauri 成功穿越澳洲內陸而歡呼。Mr. Green 將前往澳洲，透過 #PowiGaNVan 進行追蹤並將沿途報導。我們希望大家能透過這個部落格、我們的 YouTube 頻道和其他社群媒體頻道關注我們。

這個 Mr. Green 部落格是 #PowiGaNVan 的一系列部落格、影音部落格、直播和社群媒體貼文的一部分，我們將跟隨 Team αCentauri 穿越澳洲內陸參加普利司通世界太陽能車挑戰賽。