太阳能汽车原理

篇一：太阳能汽车solar car的基本组成及工作原理

太阳能发电在汽车上的应用，将能够有效降低全球环境污染，创造洁净的生活环境，随着全球经济和科学技术的飞速发展，太阳能汽车作为一个产业已经不是一个神话。燃烧汽油的汽车是城市中一个重要的污染源头，汽车排放的废气包括二氧化硫和氮氧化物都会引致空气污染，影响我们的健康。现在各国的科学家正致力开发产生较少污染的电动汽车，希望可以取代燃烧汽油的汽车。但由于现在各大城市的主要电力都是来自燃烧化石燃料的，使用电动汽车会增加用电的需求，即间接增加发电厂释放的污染物。有鉴于此，一些环保人士就提倡发展太阳能汽车，太阳能汽车使用太阳能电池把光能转化成电能，电能会在储电池中存起备用，用来推动汽车的电动机。由于太阳能车不用燃烧化石燃料，所以不会放出有害物。据估计，如果由太阳能汽车取代燃汽车辆，每辆汽车的二氧化碳排放量可减少43至54%。

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Solarve太阳能电池公交车车顶上安装了用来发电的太阳能电池，所发电量用于发光两级管(LED)车内照明。据悉，由于可以蓄电，因此在没有阳光情况下仍然可以连续照明约9个小时。 转播到腾讯微博

这款太阳能跑车在其车顶外表装配有光电池组，主要用于收集太阳能并为轴间悬挂式氢燃料堆反应提供能量。同时这款大众太阳能跑车的四个轮子分别由四个独立的电机驱动。而最值得一提的是其前倾的鼻子、侧身特征及显眼的前格栅的设计灵感都源于超级跑车——大众Scirocco。

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长安星光4500太阳能环保车运用太阳能技术，其全景式设计的车顶上安装了特殊的太阳能采集装置，能够高效地收集太阳能装置并通过转换装置，有效地将太阳能转变为其他形式的能量，供给车内空调，有效减低油耗。

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小贵族车顶上密密交织着横线与纵线、像蜂窝一样的装置，它就是太阳能电池板。小贵族通过太阳能光伏组件给蓄电池充电(一般可以从早上到下午一整天的时间)，高效的电力经通过蓄电池储存帮助汽车获得大量的能量。由于受到光照时间和目前科技水平的限制，太阳能电板现在还不能完全取代汽油。

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Think Global、EnerDel与日本的Itochu公司以太阳能着眼，在日本筑波将太阳能设备装载于马自达2上，通过对太阳辐射能的吸收，转换成电能供电动马达使用。在马自达、Think Global、EnerDel三方合作下，分别供应车体、动力系统与太阳能储存设备，并由Itochu提供资金，打造全球第一辆完全靠太阳能充电的电动车型。

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这辆车将使用太阳能和氢燃料电池作为动力，排放物只有水和氢。除了以制造高效率，可回收，可变燃料(太阳能，水能和生物燃料)等环保为目的汽车外，这个项目还将设法创造一个汽车共享平台，降低这类车的成本。事实上，据说Phylla能够在日常太阳能的动力下行驶18公里，希望他们能够达到目标。

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Quaranta是当前问世的外表最圆润同时也最富动感的太阳能汽车之一。其电池完全由太阳能供能——通过安装在车顶和前端的电池板收集太阳能。Quaranta的外形由Italdesign Giugiaro设计，丰田则为其高精尖的电子设备贡献了自身技术。

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标致Shoo是最具未来派色彩的太阳能概念车之一，其最大特色就是三角形外形设计和为发动机提供能量的太阳能电池板车顶。根据DeviceDaily.com网站报道，Shoo的设计灵感来源于一艘船，其大部分空气动力学机制均与这种设计有关。

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这款由匈牙利人设计的"Antro Solo"车型在容纳三名成人的同时，又成功的保有卓越的油耗水平和飞一般的速度。该车型几乎全部采用独一无二的碳化纤维复合材料，仅重270kg。座椅的排列方式与迈凯伦F1赛车一致，即驾驶员坐在中央，左右各一名乘客。轻量型和混合动力的设计使它的百公里油耗在1.5L至2.0L之间，最高时速达到了140km/h。该车型的动力来源于其采用的一系列技术，包括太阳能、人力以及一套标准的电动混合动力系统。

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沃尔沃向来以其安全性著称汽车业，而不是在利用太阳能方面，但这并不能阻止其研制生态友好型汽车的脚步。图中的这款沃尔沃将问世于2015年达喀尔汽车拉力赛之前，采用太阳能、燃料电池和柴油发动机“三管齐下”的动力系统。迄今为止，这款沃尔沃可能是体积最大同时也最为拙劣的太阳能概念车。

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篇二：太阳能汽车工作原理

太阳能汽车工作原理

工作原理 金焰四射的太阳，其表面是一片烈焰翻腾的火海，温度为6000℃左右。在太阳内部，温度高达两千万度以上。所以，太阳能一刻不停地发出大量的光和热，为人类送来光明和温暖，它也成了取之不尽、用之不竭的能源聚宝盆。 将太阳光变成电能，是利用太阳能的一条重要途径。人们早在本世纪50年代就制成了第一个光电池。将光电池装在汽车上，用它将太阳光不断地变成电能，使汽车开动起来。这种汽车就是新兴起的太阳能汽车。 你看，在太阳能汽车上装有密密麻麻像蜂窝一样的装置，它就是太阳能电池板。平常我们看到的人造卫星上的铁翅膀，也是一种供卫星用电的太阳能电池板。 太阳能电池依据所用半导体材料不同，通常分为硅电池、硫化镉电池、砷化镓电池等，其中最常用的是硅太阳能电池。 硅太阳能电池有圆形的、半圆形的和长方形的等几种。在电池上有像纸一样薄的小硅片。在硅片的一面均匀地掺进一些硼，另一面掺入一些磷，并在硅片的两面装上电极，它就能将光能变成电能。 在“利比特布利克二号太阳能汽车顶上，有一个圆弧形的太阳能电池板，板上整齐地排列着许多太阳能电池。这些太阳能电池在阳光的照射下，电极之间产生电动势，然后通过连接两个电极的导线，就会有电流输出。 通常，硅太阳能电池能把10%～15%的太阳能转变成电能。它既使用方便，经久耐用，又很干净，不污染环境，是比较理想的一种电源。只是光电转换的比率小了一些。近年来，美国已研制成光电转换率达35%的高性能太阳能电池。澳大利亚用激光技术制成的太阳能电池，其光电转换率达24.2%，而且成本与柴油发电相当。这些都为光电池在汽车上的应用开辟了广阔的前景。 将光电池装在汽车上，用它将太阳光不断地变成电能作为驱动汽车运动的动力,这种汽车就是新兴起的太阳能汽车。太阳能汽车利用太阳能的一般方法。在阳光下，太阳能光伏电池板采集阳光，并产生人们通用的电流。这种能量被蓄电池储存并为以后旅行提供动力。或者直接提供给发动机也可以边开边蓄电。能量通过发动机控制器带动车轮运动，推动太阳能汽车前进。

篇三：太阳能在汽车上的应用

目录

摘要 ...................................................... 4

Abstract .................................................. 5

前言 ...................................................... 6

第一章 总述 ............................................... 7

1.1 太阳能的特点 ....................................... 7

1.2 太阳能利用过程中的问题 .............................. 8

第二章 太阳能汽车 ........................................ 10

2.1 太阳能汽车的基本原理 ............................... 10

2.2 太阳能汽车的电路系统 ............................... 11

2.3 太阳能汽车的车身和底盘 ............................. 12

2.4 太阳能汽车的驱动................................... 14

2.5 太阳能汽车的电池................................... 14

2.5.1 太阳能电池及材料 .............................. 15

2.5.2 硅系太阳能电池 ................................ 15

2.5.3 多元化合物薄膜太阳能电池 ....................... 18

2.5.4 聚合物多层修饰电极型太阳能电池 ................. 19

2.5.5 纳米晶化学太阳能电池 .......................... 19

2.5.6 太阳能电池的发展趋势 .......................... 20

第三章 太阳能汽车发展现状及其实用化对策研究 ................ 21

3.1 太阳能光伏技术的发展现状 ........................... 21

3.1.1 太阳能电池技术 ................................ 22

3.1.2 光伏电控技术 .................................. 23

3.2 国内外太阳能汽车的发展现状 ......................... 23

3.2.1 国外太阳能汽车的发展 .......................... 24

3.2.2 我国太阳能汽车发展 ............................ 26

3.3 太阳能汽车的实用化对策 ............................. 27

3.3.1 观光游览领域 .................................. 28

3.3.2 市场前景 ..................................... 29

第四章 太阳能在汽车上的其他应用 ........................... 30

4.1 太阳能的天窗 ...................................... 30

4.1.1 太阳能的天窗使车内舒适 ........................ 30

4.1.2 太阳能天窗的结构原理 .......................... 30

4.1.3 环保节能太阳能天窗的发展 ..................... 31

4.2 汽车太阳能制冷空调系统 ............................. 32

4.2.1 汽车太阳能半导体制冷空调的工作原理和基本结构 .... 33

4.2.2 汽车太阳能半导体制冷应用研究 ................... 34

第五章 太阳能车电池板的应用设计 ........................... 36

5.1 原理及系统组成 .................................... 36

5.1.1 太阳能发电的原理 .............................. 37

5.1.2 车载太阳能发电系统组成 ....................... 38

5.2 太阳能电动车光伏发电系统中太阳能电池板的匹配设计 ..... 39

5.2.1 太阳能电池板功率设计 .......................... 40

5.2.2 太阳能电池板安装倾角计算 ...................... 43

5.2.3 蓄电池容量设计 ................................ 44

5.2.4 蓄电池和太阳能电池板设计的校核 ................. 45

结 论 .................................................... 46

总结与体会 ................................................ 47

谢 辞 .................................................... 48

参考文献 ................................................. 49

附录 ..................................................... 50

英文文献 ............................................... 50

中文翻译 ............................................... 61

太阳能在汽车上的应用

摘要

太阳不断地向宇宙空间辐射出巨大的能量，人类完全可以将太阳能充分利用在汽车上， 太阳能汽车的能源利用率可以达到 95％。文章介绍了太阳能天窗和太阳能汽车的结构特点和节能原理，指出了轿车环保节能太阳能天窗以及太阳能在汽车上的应用前景，得出环保节能的理念必将推动太阳能在汽车上的应用日渐普及。随着光伏电池技术以及电子技术的不断进步,太阳能汽车作为一种新能源汽车已经崭露头角。然而由于太阳能电池的转换效率有限,并受气候、环境等外界条件影响较大,太阳能汽车在实际应用中仍存在一定的局限性。文中从国内外光伏技术和太阳能汽车的发展现状入手,对太阳能汽车的实用化对策进行阐述,为未来的研究与发展提供了一定的参考依据。

关键词: 太阳能，太阳能汽车，应用前景，太阳能电池，光伏发电，太阳能电池板

The application of solar energy in cars

Abstract

The sun continues radiating immense energy and human being are able to utilize solar energy on automobiles，with a rate of 95％.This paper introduces the structural features and energy — saving rules of solar energy sunroof and solar energy vehicle，and the application prospects of solar energ y sunroof and solar energy it self on automobile．The awareness of energy saving is going to push for ward the growing popularization of solar energy on

automobiles．As photovoltaic cell technology and electronic technology advances, solar cars as a kind of new energy vehicles already coming to the forefront. However, due to the conversion efficiency solar cells by limited, and external conditions, such as climate,

environment, solar car greater influence in practical application are still has some limitations. at home and abroad, the photovoltaic technology and solar car development present situation of the practical countermeasures of solar cars for the future is expounded, the research and development to provide certain reference basis.

Key words：Solar energy，Solar energy automobile ，Application prospec， Solar battery，Photovoltaic power generation ，Solar panels

篇四：太阳能汽车简介

一、太阳能汽车的产生背景及意义

汽车用的燃料是汽油和柴油等，它们都是从石油中提炼出来的。然而，石油这种矿物燃料是不能再生的，用一点就少一点，总有一天要用完。据科学家们预计，目前世界上已探明的石油储量将于2020年左右被采尽。因此，汽车将会出现挨受“饥饿”的危险，人类将面临着能源的挑战。

从另一方面来说，石油本身就是一种宝贵的化工原料，可以用来制造塑料、合成橡胶和合成纤维等。把石油作为燃料烧掉了，不但十分可惜，而且还污染了人类赖以生存的环境。解决这个难题的唯一可行办法，就是加紧开发新能源。而太阳能就是这些新开发能源中的佼佼者。

太阳能发电在汽车上的应用，将能够有效降低全球环境污染，创造洁净的生活环境，随着全球经济和科学技术的飞速发展，太阳能汽车作为一个产业已经不是一个神话。燃烧汽油的汽车是城市中一个重要的污染源头，汽车排放的废气包括二氧化硫和氮氧化物都会引致空气污染，影响我们的健康。现在各国的科学家正致力开发产生较少污染的电动汽车，希望可以取代燃烧汽油的汽车。但由于现在各大城市的主要电力都是来自燃烧化石燃料的，使用电动汽车会增加用电的需求，即间接增加发电厂释放的污染物。有鉴于此，一些环保人士就提倡发展太阳能汽车，太阳能汽车使用太阳能电池把光能转化成电能，电能会在储电池中存起备用，用来推动汽车的电动机。由于太阳能车不用燃烧化石燃料，所以不会放出有害物。据估计，如果由太阳能汽车取代燃汽车辆，每辆汽车的二氧化碳排放量可减少43至54%。

二、太阳能在汽车上应用的现状

到目前为止，太阳能在汽车上的应用技术主要有两个方面：一是作为驱动力，二是用作汽车辅助设备的能源。

1、作为驱动力

这一应用方式，一般采用特殊装置吸收太阳能，再转化为电能驱动汽车运行。按照应用太阳能的程度又可分为如下两种形式：

（1）太阳能作为第一驱动力驱动汽车

完全用太阳能为驱动力代替传统燃油，是几代汽车工作者的梦想。1982年澳大利亚人汉斯和帕金用玻璃纤维和铝制成了一部“静静的完成者”太阳能汽车。车顶部装有能吸收太阳能的装置，给两个电池充电，电池再给发动机提供电力。12月19曰，两入驾驶着这辆车，从澳大利亚西海岸的珀思出发，横穿澳大利亚大陆，于1983年1月7曰到达东海岸的悉尼，实现了一次伟大的创举。这种太阳能汽车与传统的汽车不论在外观还是运行原理上都有很大的不同，太阳能汽车已经没有发动机、底盘、驱动、变速箱等构件，而是由电池板、储电器和电机组成．利用贴在车体外表的太阳电池板，将太阳能直接转换成电能，再通过电能的消耗，驱动车辆行驶，车的行驶快慢只要控制输入电机的电流就可以解决。目前此类太阳车的车速最高能达到lOOkm/h以上，而无太阳光最大续行能力也在100km左右。

还有一种概念上的太阳能汽车，这种汽车在车体上没有安装光伏电池板，而只是配置蓄电池，而电能全部来自专门的太阳能发电装置。优点是外观与现有车辆类似，没有"另类"的感觉，缺点是要经常到太阳能电站充电，当然续行能力也受到限制。

（2）太阳能和其它能量混合驱动汽车

太阳能辐射强度较弱，光伏电池板造价昂贵，加之蓄电池容量和天气的限制，使得完全靠太阳能驱动的汽车的实用性受到极大的限制，不利于推广。因此就出现了一种采用太阳能和其它能量混合驱动的汽车。

复合能源汽车外观与传统汽车相似，只是在车表面加装了部分太阳能吸收装置，比如车顶电池板，用于给蓄电池充电或直接作为动力源。这种汽车既有汽油发动机，又有电动机，汽油发动机驱动前轮，蓄电池给电动机供电驱动后轮。电动机用于低速行驶。当车速达到某

一速度以后，汽油发动机起动，电动机脱离驱动轴，汽车便像普通汽车一样行驶。

由于采用了混合驱动形式，带来了诸多好处。首先，因为有汽油发动机驱动，所以蓄电池不会过放电，蓄电池的容量只要满足一天使用即可，与全用蓄电池的车相比，其容量可减少一半，也减轻了车重；其次，城市中大多数车辆都处在低速行驶状态下，采用电机驱动可最大可能的降低城市局部污染。

2、作为汽车辅助能源

传统的小轿车，功率一般在几十千瓦左右，而太阳辐射功率至多1kW/m2，目前的光电转换效率小于30%。因此全部用太阳能驱动传统的轿车，需要几十平方米的接收面积，显然难以达到。但在传统汽车上可以用太阳能作为辅助动力，以减少常规燃料的消耗，而且现代汽车的电器化程度曰益提高，各辅助设备的耗电量也因此急剧增加。这方面的应用主要有以下几种形式：

（1）太阳能用作汽车蓄电池的辅助充电能源

在轿车上加装太阳电池后，可在车辆停止使用时，继续为电池充电，从而避免电池过度放电，节约能源。

日本应庆大学设计了一款叫做Luciole（萤火虫）的概念车，它的颜色像萤火虫。这款车曾在北京展览过，车顶上贴有近一平方米的转换效率较高的光伏板，作用是辅助给12伏的电池充电，当12伏电池充满后，12伏电池又会给主电池充电。电池充满电时，这辆概念车能行驶800公里。

（2）用于驱动风扇和汽车空调等系统

汽车在阳光下停泊，由于车内空气不流通，使得车体成了收集太阳能的温室，造成车内温度升高，使车内释放大量的有害物质，从而使车内空气品质变糟。若加装太阳能装置，比如加装太阳能风扇等，则可以为车辆在停泊期间无能耗提供新风并降温，保证车辆再次上路时有良好的空气品质。

汽车天窗的玻璃下方设置有太阳能电池，太阳能电池与设置的控制单元输入端相连接，输入端连接车辆空调系统的温度传感器，同时输入端还与蓄电池和点火器相连接。玻璃下方的太阳能电池吸收太阳能，经汽车天窗控制单元可对蓄电池进行充电，保证蓄电池的电能充足，同时延长蓄电池的使用寿命。而太阳能天窗带给消费者的最直接好处是，在夏天高温天气里，汽车在烈日下停车熄火，完全没有能源供给时，能自动调节车内温度。利用内置在天窗内部的太阳能集电板依靠阳光所产生的电力，经过控制系统来驱动鼓风机，将车厢外的冷空气导入车内，驱除车内热气，达到降温的目的。当驾驶者及乘员再打开车门及坐在座位上，不会感觉热浪袭人、闷热难耐，汽车的空调系统可以在最短时间内将车内温度降至舒适的程度。同时可以改善车内的空气状况，冬天也可以减少车内前挡风玻璃的结霜。根据资料显示，与没有通风降温的车型相比，安装了太阳能天窗的汽车驾驶室内的温度最高降低20℃。利用太阳能供电，节能降温，十分有效地减少了汽车内由热所产生的“孤岛”效应。

目前国内销售的车型当中，奔驰E级，奥迪A8、A6L、A4、途锐等部分车型都已配备了太阳能天窗。

三、太阳能汽车的优势

太阳能电动车以光电代油，可节约有限的石油资源。白天，太阳电池把光能转换为电能自动存储在动力电池中，在晚间还可以利用低谷电（220V）充电。

无污染，无噪音。因为不用燃油，太阳能电动车不会排放污染大气的有害气体。没有内燃机，太阳能电动车在行驶时听不到燃油汽车内燃机的轰鸣声。

与燃油汽车的比较优势。实用型太阳能动力车除行驶速度远低于燃油汽车外，与燃油汽车相比，还是有诸多优势的。首先，太阳能电动车耗能少，只需采用3-4平方米的太阳电池组件便可使太阳能电动车行驶起来。燃油汽车在能量转换过程中要遵守卡诺循环的规律来作

功，热效率比较低，只有1/3左右的能量消耗在推动车辆前进上，其余2/3左右的能量损失在发动机和驱动链上；而太阳能电动车的热量转换不受卡诺循环规律的限制，90%的能量用于推动车辆前进。

其次，易于驾驶。无需电子点火，只需踩踏加速踏板便可启动，利用控制器使车速变化。不需换挡、踩离合器，简化了驾驶的复杂性，避免了因操作失误而造成的事故隐患，特别适合妇女和老年人驾驶。另外，太阳能动力车采用创新前桥和转向系统，前后独立悬挂，四轮鼓式制动从时速30公里到突然刹车，刹车线不超过7.3米。

由于太阳能电动车结构简单，除了定期更换蓄电池以外，基本上不需日常保养，省去了传统汽车必须经常更换机油，添加冷却水等定期保养的烦恼。小巧的车身，灵便转向，可以轻而易举的将车泊入拥挤不堪的都市停车场。

在都市行车，为了等候交通信号灯，必须不断的停车和启动，既造成了大量的能源浪费，又加重了空气污染，使用太阳能电动车，减速停车时，可以不让电动机空转，大大提高了能源使用效率和减少了空气污染。

再次，太阳能电动车没有内燃机、离合器、变速箱、传动轴、散热器、排气管等零部件，结构简单，制造难度降低。

四、太阳能汽车工作原理与系统构造

1、太阳能汽车工作原理

金焰四射的太阳，其表面是一片烈焰翻腾的火海，温度为6000℃左右。在太阳内部，温度高达两千万度以上。所以，太阳能一刻不停地发出大量的光和热，为人类送来光明和温暖，它也成了取之不尽、用之不竭的能源聚宝盆。

将太阳光变成电能，是利用太阳能的一条重要途径。人们早在本世纪50年代就制成了第一个光电池。在太阳能汽车上装有密密麻麻像蜂窝一样的装置，它就是太阳能电池板。太阳能电池依据所用半导体材料不同，通常分为硅电池、硫化镉电池、砷化镓电池等，其中最常用的是硅太阳能电池。硅太阳能电池有圆形的、半圆形的和长方形的等几种。在电池上有像纸一样薄的小硅片。在硅片的一面均匀地掺进一些硼，另一面掺入一些磷，并在硅片的两面装上电极，它就能将光能变成电能。

通常，硅太阳能电池能把10%～15%的太阳能转变成电能。它既使用方便，经久耐用，又很干净，不污染环境，是比较理想的一种电源。只是光电转换的比率小了一些。近年来，美国已研制成光电转换率达35%的高性能太阳能电池。澳大利亚用激光技术制成的太阳能电池，其光电转换率达24.2%，而且成本与柴油发电相当。这些都为光电池在汽车上的应用开辟了广阔的前景。

将光电池装在汽车上，用它将太阳光不断地变成电能作为驱动汽车运动的动力,这种汽车就是新兴起的太阳能汽车。太阳能汽车利用太阳能的一般方法。在阳光下，太阳能光伏电池板采集阳光，并产生人们通用的电流。这种能量被蓄电池储存并为以后旅行提供动力。或者直接提供给发动机也可以边开边蓄电。能量通过发动机控制器带动车轮运动，推动太阳能汽车前进。

2、太阳能汽车的构造

（1）太阳电池方阵

太阳电池方阵是太阳能汽车的能源。方阵是由许多PV光电池板（通常有好几百个）组成。方阵类型受到太阳能汽车尺寸和部件费用等的制约。目前，主要有两种类型的光电池板：硅电池和砷化合物电池。环绕地球卫星使用的太阳电池使用的是典型的砷化合物电池，而硅电池则更为普遍的为地面基础设备所使用。一般等级的太阳能汽车通常使用硅电池板。许多独立的硅片（接近1000个）被组合，形成太阳电池方阵。依靠光伏电源供电动发动机驱动太阳能汽车。这些方阵的通常工作电压在50V~200V之间，并能提供1O00W的电力。方阵

输出功率的大小受到太阳、云层的覆盖度和温度的影响。超级太阳能汽车也能使用通常类型的太阳能光电板。但更多的是使用太空级光电板。这种板很小，但是比普通的硅片电池板要昂贵得多，然而它们的使用效率非常高。

一般情况下，车子在运动时，被转换的太阳能光被直接送到发动机控制系统。但有时提供的能量要大于发动机需求的电力，那么多余的能量就会被蓄电池储存以备后用。当太阳电池方阵不能提供足够的能量来驱动发动机时，蓄电池内的被储存的备用能量将会自动补充。当然，当太阳能汽车不运动时，所有能量都将通过太阳能光伏阵列储存在蓄电池内。也可以利用一些回流的能量来推动汽车。当太阳能汽车开始减速时，换用通用的机械制动，这时发动机将变成了一个发电机，能量通过发动机控制器反向进入蓄电池内进行储存。回充到蓄电池中的能量是非常少的，但是却非常实用。

（2）电力系统

太阳能汽车的心脏部位就是电力系统，它由蓄电池和电能组成，电力系统控制器管理全部电力的供应和收集工作。蓄电池组就相当于普通汽车的油箱。一个太阳能汽车使用蓄电池组来储存电能以便在必要时使用，太阳能汽车启动装置控制着蓄电池组，但是当太阳能汽车开动后，是通过太阳能阵列提供能量，从而再充到蓄电池组内。由于重要的原因，大量的蓄电池作为能量被使用是有限的。目前在太阳能汽车上所用的蓄电池主要有如下几种：1.铅酸蓄电池，2.镍镉蓄电池，3.锂电池，4.锂聚合物电池。

镍镉、镍氢和锂电池比普通的铅酸蓄电池远远提高了蓄电能力，重量比普通电池要轻的多。但是他们很少在太阳能汽车中被广泛使用，主要是维护起来很小心，并且很昂贵。另外一种蓄电池能够提供强劲能量的就是锂电池，在今后蓄电池的储存能力将会更高。

电池组是由几个独立的模块连接起来，并形成系统所须的电压。比较有代表性的系统电压一般是在84-108V。蓄电池组由几个独立的模块连接起来，并形成系统所须的电压。我们可以使用的系统电压在84V-108V。

（3）电力控制系统

在太阳能汽车里最高级的组件部分就是电力系统。它们包括峰值电力监控仪、发动机控制器和数据采集系统。电力系统最基本的功能就是控制和管理整个系统中的电力。峰值电力监控仪条件电力来源于太阳能光伏阵列，光伏阵列把能量传递给另外的蓄电池用于储存或直接传递给发动机控制器用于推动发动机。当太阳能光伏阵列正在给蓄电池充电的时候，电池组电力监控仪会保护蓄电池组因过充而被损坏。电池组电力监控仪的号码数值随我们的设计而被使用在太阳能汽车里。峰值电力监控仪是由轻质材料构成，并且一般效率能达到95%以上。发动机控制器控制发动机的启动，而发动机启动信号是来自驾驶员的加速装置。对发动机控制器电力管理是通过程序来完成的。发动机的启动需要配备不同型号的发动机控制器，使用的工作效率一般超过90%。很多太阳能汽车使用精确数据检测系统来管理整个太阳能汽车的电力系统，其中包括，太阳能光伏阵列、蓄电池组、发动机控制器和发动机。在有些时候，我们需要掌控电池的电压和电流。从监控系统获得的数据常常用来判断太阳能汽车的状况，并用来解决太阳能汽车出现的问题。

（4）电动机

在太阳能汽车里使用什么类型的发动机没有限制。大多数太阳能汽车使用的发动机是双线圈直流无刷电机，这种直流无刷电机是相当轻质的材料机器，在额定的RPM（每秒转速）达到98%的使用效率。但是它们的价格比普通有刷型交流发动机要贵一些。

五、太阳能汽车现状与趋势

早在1978年，世界上第一辆太阳能汽车便在英国研制成功，时速达至13公里.此后世界各国都纷纷组成了太阳能汽车研发大军，经过了几十年的发展，现在的太阳能汽车，无论是在设计理念还是在制造工艺上，都取得了长足进步，成绩斐然。1999年5月巴西圣保罗

大学的科研人员设计出一款新型太阳能汽车，这种汽车全部使用太阳能作为能源，发动机和车轮之间没有传输装置，最高时速超过100km。澳大利亚2003太阳能汽车比赛上，由荷兰制造的“NunaII”太阳能汽车取得了冠军，它以30小时54分钟的时间跑完了3010公里的路程，创造了太阳能汽车最高时速170公里的新世界记录，标志着人们在转化太阳能的道路上又迈出了坚实的一步。

我国的太阳能汽车发展历程：我国也从80年代开始投入对太阳能汽车研发。1984年9月，我国首次研制的“太阳号”太阳能汽车试验成功，并开进了北京中南海的勤政殿，在不用任何燃料的情况下，这辆汽车时速为2公里，可连续行驶100多公里。

1996年，清华大学参照日本能登竞赛规范，研制了“追日”号太阳能汽车。最高车速达80公里每小时。

2001年，全国高校首辆可载人的太阳能电动车“思源号”在上海交通大学诞生。无需任何助动燃料，只要在阳光下晒三、四个小时，便能轻松跑上10多公里。

中山大学太阳能系统研究所的一辆太阳能电动车，外观上，跟公园的电瓶车一个样，可以搭乘6名乘客，但是国产的时速最高却只有48公里，持续行驶时间也就1个小时。

2006年底，在南京国际展览中心举办的2006江苏新能源博览会上，国内首辆太阳能轿车隆重登场这辆可以直接切换电能的太阳能汽车，行驶速度最高可达每小时88公里。如果加上电能，这辆车晚上能跑220公里，白天可跑290公里。

2004年五月南京的70岁老人熊国权制造出一辆太阳能汽车，该太阳能汽车比一般汽车车型小,车身轻。载人数为2-3人,最高时速40km，吸收阳光1～2天，可供它完成200Km的路程，售价约1.5万元.如果遇到阴雨天，还可通过家用电源进行充电，大约需要快速充电30分钟，车即可行驶70km，耗电约6-7KW。该车制好后曾在南汽试车厂试车，无论爬坡还是转弯都十分自如。

2008年2月24日，一辆太阳能汽车亮相江苏靖江街头。这辆由6平方米太阳板和5组电瓶等材料造成太阳能汽车，是江苏省靖江市市民陈顺贵在其亲友帮助下投资13万元，花13个月用手工打造成的。据试验，该车正常时速30至80公里，光照2天可行驶120-150公里，停在家门前还可当太阳能发电车发电供正常家用。

由于太阳能发电和电动车的技术已经基本成熟，人们可以将太阳能发的电存储起来，再应用到电动车上。相信，随着实用型太阳能电动车的不断改进和完善，它将具有无可辨驳的生命力，走进千家万户之中。

篇五：太阳能汽车

太阳能汽车

作品内容简介

汽车的发明极大的方便了人们的生活，但却带来了能源和环境的问题。因此我们设计了一款太阳能汽车（在车身上铺上多块太阳能电池板），它的能量来自太阳，取之不尽，用之不竭，能够节约大量的化石燃料。

这款第一代车，适用于最多两个人乘坐，行驶距离每天200公里左右，初步适用人群为每天上班的工薪阶级。

在行驶的过程中，在太阳能电池板产生的电能和蓄电池中的电能共同作用下，车以平均速度40千米/小时行驶 。由于工薪阶级一天工作8小时，因此会有8个小时的固定时间（排除一些特殊情况）充电。这样的话每天晚上回去后，仅需充一点点交流电，蓄电池就充满了。当然遇到特殊情况（如阴雨天），也可将车当成普通的电动汽车使用。

研制背景及意义

随着世界现在汽车工业的发展格局，汽车工业面临的最大挑战就是能源的消耗及尾气排放对环境的污染。目前虽有电动汽车及混合动力汽车已开发出来并陆续上市，但大部分仍在使用汽油，柴油作为燃料。所以说从未来汽车工业的发展趋势看，要想让汽车摆脱对化石燃料的依赖，研发以太阳能为发电动力的汽车已经势在必行了，它也必将得到市场的认可。 1、基本工作原理：

太阳能汽车基本原理示意图如图一。阳光照射到车顶太阳能电池阵列上，就产生电流。电流经过MPPT和控制系统进入蓄电池或者直接驱动电动机，也可以以二者结合的方式进行。当车辆停止行驶时，电能将直接进入蓄电池。

具体过程如下:

(1)当车辆运动且(转 载于:wWw.SmHaIDA.cOM 海达 范文 网:太阳能汽车原理)有充足的阳光照射时，且车处于停车状态，此时产生的电能通过反馈系统反馈给控制系统，控制系统就会将这部分电能分配给蓄电池储存起来，以供以后使用；

(2)当太阳能汽车在行驶过程中时，由于太阳能电池板提供的电能不足以驱动其行驶，所以控制系统将从蓄电池中的电能提取出来，以供电机使用；

(3)当为阴天或者晚上，蓄电池储能不够时，也可以将蓄电池与220V的交流点连接，进行充电。

太阳能汽车的简化结构原理图

2、设计方案：

综合考虑车辆前﹑后轮驱动的优缺点，同时考虑到本产品的特殊性：电流利于输送，无需离合器,变速器，也为了减少齿轮和轴之间的传动，本品将采用后轮驱动，将MPPT，控制系统，逆变器和电机放在车得前部，蓄电池则位于车的尾部。这样本产品与理想前后轮承重平均分布较接近。如图：

太阳能汽车的主要组成包括：电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统。电力驱动及控制系统是太阳能汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。

电力驱动系统

电力驱动系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。太阳能汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。

1. 电源

电源即电池是为太阳能汽车的驱动电动机提供电能，电动机将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。主要有两个部分：

（1）蓄电池部分:

作为车辆的供能和储能设备,蓄电池具有无可替代的作用。经过比较分析我们决定选择锂离子电池，它具有比能量大；比功率高；自放电小；

无记忆效应；循环特性好；可快速放电，且效率高；工作温度范围宽等优点。

本产品选用深圳市山木电池有限公司的电动车锂电池72V--130AH，具体性能描述如右图所示。

（2）太阳能电池：

考虑产品的具体情况以及现有的太阳能电池组，我们选用江苏华富集团的RC156-54太阳能电池组件（选标称为RC230/18/-SA6/9的一组），在车上一共安装3组。经计算当太阳光达到一定强度时，太阳能电池组件的总功率 P总=230W×3=690W，虽然它无法独自

满足汽车的前进需求，但汽车可经控制器从蓄电池内提取能量满足要求。

2. 驱动电动机

驱动电动机的作用是将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。目前电动汽车上广泛采用直流串激电动机，这种电机具有"软"的机械特性，与汽车的行驶特性非常相符。但直流电动机由于存在换向火花，比功率较小、效率较低，维护保养工作量大，随着电机技术和电机控制技术的发展，势必逐渐被直流无刷电动机（BCDM）、开关磁阻电动机（SRM）和交流异步电动机所取代。

因此，我们综合各方面考虑，选择交流异步电动机YD112M-6/4，并把它的级数定位4。

控制系统

(1) 电动机调速控制装置

在驱动电动机的旋向变换控制中，由于采用交流异步电动机驱动，所以电动机转向的改变只需变换磁场三相电流的相序即可，可使控制电路简化。此外，采用交流电动机及其变频调速控制技术，使电动汽车的制动能量回收控制更加方便，控制电路更加简单。

我们采用专用芯片SA868，来达到控制的目的。

SA868系列集成正弦脉宽调制器（SPWM）能输出包含了波形、频率、幅值、旋转方向等信息。许多重要的运行参数，如：载波频率、最小脉宽、脉冲延迟时间、脉冲取消时间等，可在器件初始化时设置，所以要改变运行状况，只要改变软件即可。在硬件电路不便的情况下，通过设置改变波形参数，改变频率或逆变器的性能指标，其设置灵活方便，可大大节约硬件成本。此芯片可提供多种保护特性，包括只直流线路的过载保护。所有的PWM发生器都可以输出足够大的电流以直接驱动隔离级的光耦合器。

SA868借助于自身PWM脉冲的算法来控制电压和频率，确保磁通恒定而达到调速工作中使电动机的转矩恒定，针对不同的机械允许选择合适配套的V/f曲线，并且SA868可自动地采集瞬时的转速和方向而实现加速或减速，另外满足整个功率装置的载波频率、调制工作频率、输出频率范围、波形、最小脉冲宽度、脉冲重叠时间可以由生产厂家预先调整和更改。

表2-1 SA868引脚说明

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