学生方程式赛车不容许低效。每消耗一小时在 debug 流程,就是少一个小时投入调校、测试或实际上路的时间。对于佛罗里达大学 Formula SAE 电动赛车队Gator Motorsports 而言,那个导致低效的重要因素,就是充电。
∎ 测试还没开始,三个小时就先没了
这是他们的第四代电动赛车,也是第三个赛季使用全自制电池组。动力电池组电压为 403.2 V、额定能量 7.78 kWh,采用 96s5p 电芯架构,搭配自制分布式 BMS。电池组本身的工程没有问题,问题点在于充电。
过去,一次完整充电,从初始设置到充电完成动辄就要三个小时以上;乘上一整个开发赛季,损失的时间相当可观。团队设定的赛季目标是累计行驶超过 125 公里。他们很清楚,行驶里程代表数据,而数据代表着在赛事中打进前15 名的机会。既有的充电流程在赛车还没起跑之前就消耗了很多时间,让这个目标越来越难以达成。
∎ ADG-L 为什么是正确的选择
转折点发生在 Gator Motorsports 团队决定引进 Preen 的 ADG-L 可编程直流电源,接在高压系统的充电器端。这带来了几个面向的改变。
首先是电压的输出范围。ADG-L 最高可达 1000 V,单机功率从 5 kW 到 15kW,并联后最高可扩充至 75 kW。对一组 403.2 V 的电池组而言,团队完全在 ADG-L 的正常工作范围内运作,不需要把设备推到极限。这个余量对日常稳定性,以及充电曲线在电池组电压上限附近的表现,都有直接的影响。
其次是系统集成。Gator Motorsports 全车采用自制电子系统,他们需要一台可以直接通过 LAN 与自家电子设备通信的电源供应器。ADG-L 的标准以太网接口不仅直接解决了这个问题,同时还有 RS-232、RS-485、USB 及 Analog 等接口可用。团队能够从自己的固件直接执行软件控制充电序列,这对一支从头自制电子系统的队伍来说,是至关重要的灵活性。
电压稳定性则是最后一块拼图。ADG-L 采用 DSP 与 PWM 架构,输出纹波低、调节**、瞬态响应快。远端感测功能可补偿电缆电阻造成的电压降,确保 BMS 在电池组端实际测量到的电压,就是程序设定的电压。对一组精密制作的电池组来说,这不是加分项,而是基本要求。
∎ 137 公里,赛季目标达成
ADG-L 引入后,充电时间大幅缩短。节省下来的时间直接回馈到测试场次,更多测试场次意味着更多关于车辆实际状况的数据。
团队的赛季目标是行驶超过 125 公里,目前已累计 137 公里,而且还在增加。用他们自己的话说:"如果没有更快、更可靠的充电能力,要跑到现在这 137 公里,会需要长得多的时间。"正是这些行驶里程,让打进前 15 名、进入设计决赛成为真实可期的目标。
∎ 未来两个赛季的计划
团队的思考已经超前到充电之外。在接下来两个赛季,Gator Motorsports 计划从现成逆变器转向全自制高压牵引逆变器,ADG-L 在这条开发路径上同样是核心工具。其可编程输出序列、电压跌落与浪涌的内置仿真模式,以及复杂直流波形生成能力,让它足以作为高压逆变器验证工作的台架电源。同一台设备, 从为电池组充电,到压力测试下一代电力电子器件。如果您的应用也需要宽输出范围、系统整合的自由度、与量测稳定性,ADG-L 值得进一步深入了解。
∎ ADG-L 系列可编程直流电源
输出功率:最高 15 kW,3U 机箱
输出电压:30 V 至 1000 V,共 31 个机型
输出电流:并联后最高 2550 A
功率因数:最大功率时 ≥ 0.99
接口:RS-232、RS-485、以太网、USB、Analog,GPIB(可选)
产业应用: 适用于光伏测试、电动车部件验证、数据中心电源模块验证,以及任何需要稳定、可编程、大功率直流电源的工程应用。