概要

2018年にスウェーデンのヨーテボリで設立された チャーマーズソーラーチーム は、学生主導の非営利プロジェクトで、競争力があり持続可能な太陽光発電電気自動車の開発を目指しています (図 1)。チームはブリヂストン ワールド ソーラー チャレンジに出場します。このイベントは、世界中の一流大学のチームが集まり、オーストラリアの奥地を走る過酷なレースで自分たちの設計をテストする毎年恒例のイベントです。 40 人以上のメンバーが空力、機械学、電気システム、物流など複数の重点分野にまたがり、チームは今年、自動車設計に大幅な改善を加えました。再生可能エネルギーと持続可能性に情熱を持ち、プロジェクトのリード電気エンジニアである Viswanathan Ganesh は、モーターの作動、バッテリー管理システム (BMS) のテスト、および駆動テストに XNUMX 台の Moku:Go デバイスを利用しています。 

図1： Moku:Go を使用する Chalmers Solar チームのメンバー

Moku:Go は、エンジニアリング教育および一般産業向けに調整された Liquid Instruments の初のソフトウェア デファインド計測ソリューションです。ソフトウェア定義の機能により、Moku:Go は電子、光学、電気通信の研究室で使用される最大 14 個の異なる機器を提供できます。マルチ計測器モード (MiM) を使用すると、ユーザーは計測器のペアを組み合わせて、ロスレス相互接続で同時に実行できます。

課題

今年、チャルマーズ ソーラー チームは、持続可能性を第一に考えて設計に取り組みました。目標を達成するには、車両の部品を再設計して総重量を削減し、運動性能を向上させ、コンポーネントを微調整する必要がありました。電気チームでは、ヴィスワナサンはチーム メンバーを率いて新しい戦略を開発し、BMS を再加工して、より効率的で合理化された設計を達成しました。

チームメンバーのほとんどは学生であるため、週末に集まってデザインをテストする必要があります。テストを実行するための時間とラボのスペースが限られているため、チームはポータブルで柔軟なソリューションを必要としていました。車載駆動テストを実行するには、従来のベンチトップ装置はまったく選択肢になりません。従来のオシロスコープでは、チームメンバーがベンチトップに縛り付けられ、効率的にデータを記録できず、直感的でなく読みにくい表示と機能のせいで効果的なコラボレーションが妨げられていました。車両サブシステムのテストを実行するには、チーム メンバーごとに異なる機器や計測器が必要でした。そのため、従来の機器を使用した場合、チームはテストを完了するために複数の高価なベンチトップ機器を必要としたでしょう。これには、ログに記録されたデータをレビューするための外部データ処理も含まれており、設計のタイムラインがさらに延び、進捗が遅れます。

ソリューション

Viswanathan 氏は、自身の独立したプロジェクトで Moku:Go をテストした後、Chalmers チーム用のデバイスを選択しました。コンパクトな設計により、チーム メンバーはラボ全体をバックパックに入れて持ち運ぶことができ、Moku:Go をポータブル電源に接続して車載フィールド テストを行うこともできます。 

「最初の走行テストでは、車に Moku:Go を接続し、電圧、電流などすべてを記録して研究しました」とヴィスワナサン氏は走行テストについて語った。 "よかった。"

使いやすさにより、チームメンバーはさまざまなテストのために 2 台の Moku:Go デバイスを共有できるため、複数のベンチトップ機器が必要なくなりました。 BMS と太陽電池戦略を改善するために、太陽電池グループは XNUMX 台の Moku:Go デバイスを使用して電圧降下と電圧上昇を計算し、チームが車両に最大の電力を供給できるようにしています。電圧降下に応じて、チームは昇圧コンバータの最大電力点追跡 (MPPT) ロジックを計算できます。同時に、モーター制御グループは他の Moku:Go デバイスを使用してモーター コントローラーを校正します。さまざまな電圧レベルでモーターを始動し、その結果生じる速度をタコメーターでチェックします。このデータを使用して、チームはモーター コントローラーを校正できました。図 XNUMX は、車両サブシステムのテストに使用されている Moku:Go を示しており、チーム メンバーのラップトップに簡単に表示されます。 

図3： 学生たちは、14 台の機器のうちの XNUMX つである Moku:Go オシロスコープを使用して、チーム全体でさまざまなテストを実行します。

最後に、バッテリー グループが引き継ぎ、両方の Moku:Go デバイスを使用します。今年、チームは重心を改善するために 2 つのバッテリーパックを含めるように設計を分割しています。特定のバッテリー データシートがないため、チームは独自に BMS を調整し、バッテリーを指定しています。 Moku:Go オシロスコープ/電圧計を使用して開回路電圧 (OCV) テストを実行し、バッテリーの電位を特定します。彼らはバッテリーの RC モデルを作成し、充電と放電のサイクルのテストを開始します。まず単一のセルに対してこれらのテストを実行してから、一連のセルを形成し、BMS に接続してテストを繰り返します。セルの性能を完全に特性評価するまで、このプロセスを繰り返します。

結果

チームは、Moku:Go を使用して広範かつ綿密なテストを実行することで、自動車の設計を大幅に改善しました。オシロスコープ以外で最も便利な機器の 1 つは、組み込みデータ ロガーです。 

「データロガーを別途用意する必要はありません」とヴィスワナサン氏は言います。 「一連のテストを実行しているときに、どのテストを実行する期間をマークするだけで済みます。」

チームは、Moku:Go を外部電源に接続するだけで、最長 23 時間 XNUMX 分間車内データ収集を実行し、さまざまなサブシステムのパフォーマンスに関する重要な情報を提供しました。 

まとめ

Chalmers Solar Team は、次の助けを借りて車両を完全に再設計することができました。 Moku:Go、今年の成功に向けてチームを準備します ブリヂストンワールドソーラーチャレンジ オーストラリアのダーウィンで開幕する。 

の詳細については Moku:Go、連絡 info@liquidinstruments.com.