電池系統設計：

a. 電池設計規範 & 選擇：

根據世界太陽能車挑戰賽（World Solar Challenge， WSC）頒佈的規則（圖 84），

電池的容量最高為5000Wh，換算成鋰高分子電池為 30Kg，且整個系統必須以不導 電材料包覆，與車體、駕駛隔開。

由於太陽能車的動力來源只有太陽，因此在開源、節流兩部份大家無不精打細 算、錙銖必較。開源只能靠提升太陽能板的效率，那可是完全看$$$的；至於節流不 外乎減少重量、降低損耗，這點就跟創意與技術有關了，也是各車隊注重的地方。

因此電池的挑選決定於重量比的大小，儘量在帶滿5000Wh 的狀態下絳低電池的重 量，而鋰高分子是目前市面上重量比最大的產品（圖85），所以我們的第三代車就 是以鋰高分子電池作為能量儲存的媒介。

圖 85、各式電池比較

我們選擇的是台灣自行製造的【有量科技】的鋰高分子電池。（圖 86）

1. Nominal Voltage: 3.8 V (from 4.20V to 3.00V) 2. Nominal: 1820 mAh

3. Internal Resistance: ﹤30 mΩ 4. Energy (Wh): 6.88 Wh

5. Energy Density (Gravimetric): 191 Wh/kg 6. Cell Weight: ﹤36 g

圖86、LPC356285T Specification

因為要達到100V─5000Wh 的設計需求，最後決定是 113.4V─4855Wh─25.272Kg、27S26P

（圖87）的系統，並且是採用先並後串的方式。優點是只要挑選特性相當平均的電池，整 個系統可以監測到每一個電池的狀態，絕緣防護也只要到3.7V 的程度，十分安全。缺點是 整體只有一串，若有其中一並完全故障則整個系統完全停止。這點要依靠電池的穩定性及 可靠度來禰補。

356285T

電路板

1S26P 銲道

27S26P完成圖

b. 電池充放電實驗：

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

mAh

1S2P_0.5C_充電

mV-mAh

1S2P_0.5C_放電

1S9P_0.5C_放電

1S9P_0.5C_充電

SOC 靜置電壓曲線：

Ah sum

2.3000 2.6000 2.9000 3.2000 3.5000 3.8000 4.1000

-0.5000 0.0000 0.5000 1.0000 1.5000 2.0000

Ah sum

1S1P_0.05C_放電

取0.05C rate 的放電狀態當作是靜置時的狀態，以此當做計算 SOC 時參考的依 據。計算電池殘電量時以Gas gauge 積分電流方式為主，查表為輔，可以得知最精確 的數據。

目前電池串並做到1S9P（圖 88），採用電路板將 9 顆電池正負極並聯起來，在 經過充放電測試、內阻值測試、溫度測試、電池差異測試後，確定使用上沒有問題。

接下來進行1S27P 的製作。

c. Gas gauge 應用設計：

Gas gauge 的用途是計算電池箱內部的殘電量。這點在策略的運用上有著相當重 要的地位。因為假使我們不了解現在的殘電量，就無法計算出最合適的前進速度。

這很可能會讓我們需要提前停駛來為電池充電，或是紮營時殘留過多的電而造成浪 費。

因此了解並有效的運用Gas gauge 變成為一項重要的課題。下面就大概簡述一下 Gas gauge 的原理和試用的過程。

I.

Gas gauge（圖 89）是使用 NT1908 的晶片來做電流的積分，以達到計算殘電量的效果。由 於NT1908 的輸出為 SMBUS 的格式，因此還需要額外的裝置才能與電腦連接。

圖89、NT1908 架構圖

裝置則分成NT1908 demo 板和 RS232 的連接板兩大部分。（圖 90）

NT1908 demo 板 RS232 連接板

圖90 兩塊板子之間用三條線連接。分別是data、clock 和 ground。由於 demo 板是使用連接的電 池當作電源，而RS232 的連接板則是從傳輸線擷取能量，因此並不需要外接電源。（圖 91）

圖91、Gas gauge system

基本架構是讓主電流流過demo 板上的精密電阻（圖 92），然後藉由電阻兩端的 壓降來算出電流大小（圖93），然後回傳至 RS232 的轉換裝置後顯示在電腦上。

圖92、demo 板上的精密電阻位置

電流方向

Pack負極

Pack正極 圖93

讀取的軟體（圖94、95）則是使用新德公司自行開發的，可以直接讀取所需的數據，

也可用此軟體改寫demo 板上 EEPROM 的設定及電壓電流的校正。

圖 94、數據讀取介面

圖95、EEPROM 介面