蒙特利尔理工大学最新太阳能汽车 Esteban 10 依靠Digi XBee 模块实现射频和蜂窝连接

蒙特利尔理工学院埃斯特万团队
"埃斯特万团队已经存在多年,因此我们拥有大量的知识和经验,这些知识和经验每年都在传承,这使得 XBee 模块的编程变得更加容易。有了 Digi,我们从未中断过连接"。

电子部门联合主管 Victor Gilbert

最高时速为 110 公里,续航里程长达 700 公里、 埃斯特万蒙特利尔理工大学的太阳能汽车在 "太阳方程式大奖赛 "等全球比赛中屡获殊荣。更重要的是,这支由 40 名学生组成的多元化团队正在展示清洁能源和太阳能技术在交通领域的应用前景。

对太阳能的热情

25 年多来,蒙特利尔理工学院的学生团队一直致力于太阳能汽车的设计、建造、融资和运营。该团队的名字来源于魁北克省流行的一部动画片,片中有一只借助太阳之力飞行的兀鹰,而埃斯特班就是主角的名字。车队生产的一系列埃斯特班汽车因其卓越的效率、重量和空气动力学性能而广受赞誉。一路走来,该团队已在 2018 年和 2019 年太阳方程式大奖赛中获得第一名,并在美国太阳能挑战赛中名列前茅。

美国太阳能挑战赛

如今,埃斯特万 10(该团队的第一辆双座汽车)的时速可达 110 公里,平均时速 70 公里时,行驶距离可达 700 公里。这些成就得益于一个由数十名机械和电气工程师、软件和计算机专家以及运营和业务团队组成的多学科团队,他们都对绿色能源充满热情,并展示了 "未来汽车 "如何接近成为 "今天的汽车"。

定制电子集成电路Digi XBee

计算机软件专业的学生亨利-拉罗克(Henri Larocque)和维克多-吉尔伯特(Victor Gilbert)是电气小组的联合负责人,他们带领 23 名同学设计了埃斯特班的精密电子设备,这些设备构成了太阳能汽车的核心。"我们自己制作所有的印刷电路板,自己设计模块,"Larocque 说,"我们手工焊接它们。然后,我们为它们编写所有代码。有些模块控制电池组,有些模块控制太阳能电池板和汽车的其他子系统。

所有这些印刷电路板和模块都通过控制器区域网络总线(CAN 总线)连接,该总线汇集了它们产生的数据。在传输数据时,埃斯特万车队依靠蜂窝和射频连接来实现所需的灵活性。有些数据会传送给在埃斯特班后面乘坐 "追逐车 "的蒙特利尔理工学院车队。其他数据则直接传送到蒙特利尔校园内的团队服务器。 

在大多数情况下,包括车辆行驶在手机信号覆盖范围之外的比赛路线上时,车队依靠的是安装在定制电路板上的Digi XBee® 模块。Digi XBee-PRO 900HP 模块可为设备提供同类最佳范围的无线连接。这些模块支持长达 28 英里的射频视距(使用高增益天线)和高达 200 Kbps 的数据传输速率,是需要提高数据吞吐量的远距离应用的理想之选。

在蜂窝连接方面,赛车还可以通过Digi XBee 3 Global LTE Cat 1 智能调制解调器将数据传回车队服务器。Digi XBee 通过快速启用无线连接和易于添加的功能,3 提供了将蜂窝连接集成到埃斯特班赛车的快速简便方法。基于行业领先的技术,预先认证的Digi XBee 3 Global LTE Cat 1 模块可根据需要在多个频率和无线协议之间灵活切换。 

"吉尔伯特说:"如果追逐车距离埃斯特班赛车 100-110 米以内,我们就可以使用射频组件。"这是我们的主要连接。我们使用蜂窝连接作为冗余。额外的好处是,LTE 连接为我们提供了与数据相关联的时间戳,这非常有用。

"埃斯特万团队已存在多年,因此我们拥有大量的知识和经验,这些知识和经验年复一年地传承下来,这使得 XBee 模块的编程变得更加容易。有了 Digi,我们从未中断过连接。 

太阳能汽车竞赛

掌握瞬息万变的形势

无论是试车还是在激烈的比赛中,埃斯特万团队都在不断监控车辆性能的方方面面。"Larocque 说:"当车辆行驶时,我们会查看各种重要指标,包括电池温度、车速、剩余电量以及从太阳光中转换的功率(以瓦特为单位)。我们利用这些数据来解决任何问题,并随时掌握情况,尤其是在比赛期间。之后,我们会对数据进行分析,看看是否可以进行更长远的改进。这是一个非常有趣的挑战。 

更吸引团队的是,他们的努力不仅仅是抽象的理论和学术论文,而是在创造未来。 

吉尔伯特说:"这真的很酷。"我们正在制造功能性汽车,向人们展示清洁能源在交通运输领域的可行性--不是在未来,而是现在。仅靠太阳能,我们的汽车就能达到每小时 110 公里的速度,并行驶 700 公里。虽然还有很长的路要走,但我们正在帮助为未来的商用太阳能汽车指明方向。

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