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浅析太阳能电动车的设计与试制发表时间：2017-11-23T09:44:50.760Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第17期作者：邱桂林[导读] 尽最大的力量改进当前其仍然存在的缺陷并加以改进，促进太阳能电动车发展的同时为我国的环保事业贡献出一份力量。
摘要：近年来，能源危机和环境污染的压力越来越大，太阳能作为一种清洁无污染，取之不尽、用之不竭的清洁能源，受到了大家的青睐。
将太阳能作为电动车的能量来源可以实现“零排放”，有助于保护环境。
基于此，本文首先阐述了太阳能电动车设计与试制的必要性，并通过三轮太阳能电动车与四轮太阳能电动为例分析了其设计与试制的相关要点。
关键词：太阳能；三轮电动车；四轮电动车；设计与试制1.太阳能电动车设计与试制的必要性当前，地球环境日益遭受到多种行业及交通工具污染的威胁，汽车工业对环境的污染是一个重要的方面，特别是汽车有害排放物像CO、NO2等或者其他的一些微粒，严重污染空气，导致人类疾病和自然灾害的发生。
为了保护、合理利用地球资源和人类的可持续发展，人们不断去寻求一种更新的能源来代替石油，由于太阳能是一种取之不尽、用之不竭的“绿色”能源，因此，人们慢慢将注意力转向太阳能的利用上，充分利用光电转化原理，将太阳能作为电动车的能源。
太阳能电动车是通过贴在车身上的太阳能电池吸收太阳能，通过光电转化将电能储存在车内的电池里，供电机使用以驱动汽车。
在光照强度比较大的情况下，太阳能电池吸收的太阳能通过光电转化而来的电流可以直接驱动电机，也可以于蓄电池同时供电。
储存在电池中多余的能量可以在不利的天气（例如多云、雨天、深夜）中使用。
2.三轮太阳能电动车的设计与试制目前市场上的电动三轮车种类很多，可选择范围广。
选择时主要考虑方便在车上安装太阳能电池板支架，装好后既可用来接收光照，又可作为车辆的顶棚。
此次对电动三轮车的试制采用一款国产老年电动三轮车，该车的整车尺寸为2450×900×850（长×宽×高）；电机种类为无刷直流电机；电机功率为350 W；其最高车速为30 km/h；该车的蓄电池为48 V 20 Ah铅酸免维护电池；车的净质量为120 kg；载重量为200 kg；最大行驶距离为40 km。
太阳能电动车充电控制系统的设计摘要：本文主要从太阳能电动车充电系统控制的各个技术要素出发，分析mc9s12dg128单片机控制系统，以及其主要控制芯片接收蓄电池两端的电压、电流等分析，并进一步控制充电的电路进程，实现蓄电池的充电效果。
并从最大功率点的跟踪控制、蓄电池选择、电源及充电保护电路设计、单片机控制系统设计等方面给予细致的程序分析和技术综合运用，更好的实现太阳能电动车充电控制系统的设计的全面优化。
关键词：太阳能电动车充电控制系统设计在太阳能电动车充电控制系统的设计上，主要围绕基于mc9s12dg128单片机的整体设计，并实现全数字化的太能能电动车控制系统，对电池组件以及相关特性进行全面的研究，尤其是在avr 单片机系统控制下，对直流电进行有效的转换，并给与充电保护、过电保护，从而延长蓄电池的寿命，提高整体的性价比和可靠性。
1、太阳能电动车充电控制器系统运用研究在太阳能电动车控制系统的整体分析上，主要是采用光伏效应的系统应用，并能过将太阳光的辐射直接给予转换，实现电能的运用，并通过控制电路、驱动器行驶的效果，因此，从整体的控制器来看，包括有太阳能电池阵列、蓄电池组和电机控制器等几部分组成。
其中，对于充电控制系统采用蓄电池过充、过放的保护措施，更好的提高充电系统的整体效能。
其中还包括有阳能光伏电池阵列、蓄电池充放电控制、mc9s12dg128单片机控制系统、遥控模块、显示以及电机驱动电路等几部分，因此，对于充电控制系统的设计是一个重要的环节。
2、太阳能电动车充电系统控制器硬件设计2.1 电源与充电系统的电路保护设计在太阳能电动车的控制器系统的充电功能上，可以选择合适的太阳能电池和蓄电池，在整体的充电功能上，发挥出avr单机片的工作原理，并更好的实现控制系统的硬件需要。
其中，avr单机片的工作电压为5v，但是，由于受到太阳光照的影响，尤其是蓄电池电压呈现值数不稳定的现象，在经过lm7805稳压后，可以再一次供给avr单机片，从而实现整体的功能应用。
太阳能电力车的设计与制作学习活动总结近年来，太阳能电力车作为一种环保、可再生能源的交通工具，受到了越来越多人的关注和青睐。
为了了解太阳能电力车的设计原理以及制作过程，我参加了一次学习活动。
学习活动首先介绍了太阳能电力车的基本原理。
太阳能电力车通过安装在车顶上的太阳能电池板将太阳能转化为电能，然后通过电池储存起来，最后驱动电机带动车辆行驶。
这种能源转化的过程不仅极大地减少了对传统石油资源的依赖，还减少了车辆尾气的排放，降低了环境污染。
接着，学习活动介绍了太阳能电力车的设计要点。
首先是太阳能电池板的选择与安装。
太阳能电池板负责将太阳光转化为电能，因此选择高效率的太阳能电池板非常关键。
同时，还需要考虑电池板的安装位置和固定方式，以最大限度地接受阳光的辐射。
其次是电池的选用和电池管理系统的设计。
电池的选用需要考虑容量、重量和充放电效率等因素。
而电池管理系统则负责监控和保护电池，以延长电池的使用寿命并确保车辆的安全性。
最后是驱动系统的设计。
驱动系统由电机和控制器组成，负责将电能转化为机械能并控制车辆的行驶。
电机的效率和功率非常重要，而控制器则需要具备精确控制、高效能和安全稳定的特点。
在学习活动的实践环节中，我们分为小组合作完成了一辆太阳能电力车的制作。
在设计过程中，我们考虑了材料的选择与利用率，尽量选择轻便、坚固耐用的材料，并在车身上增加了一些凸起的部分，以提高太阳能电池板的接受辐射的面积。
在制作过程中，我们学习了电路的连接和焊接技术，将太阳能电池板、电池和电机进行了组装。
最后，通过连接驱动系统和电池管理系统，我们成功地制作出了一辆可以正常行驶的太阳能电力车。
通过这次学习活动，我对太阳能电力车的设计原理和制作过程有了更深入的了解。
我了解到太阳能电力车的设计需要综合考虑各个部分的性能和效率，并在实际制作过程中不断改进和优化。
在未来，我希望能够继续学习和研究太阳能电力车的相关知识，为环保交通事业做出更大的贡献。
绿色环保太阳能车设计理念
随着全球环境问题日益严重，人们对环保和可持续发展的关注也日益增加。
在这样的背景下，太阳能车作为一种绿色环保的交通工具，备受人们关注和追捧。
太阳能车的设计理念，正是为了实现对环境的友好和可持续发展的追求。
首先，太阳能车的设计理念是以太阳能为主要能源。
太阳能是一种清洁、可再生的能源，不会产生污染，也不会耗尽。
因此，太阳能车的设计理念是利用太阳能作为动力源，减少对传统石油能源的依赖，从而减少对环境的污染和破坏。
其次，太阳能车的设计理念是注重轻量化和高效能。
太阳能车通常采用轻质材料制造，以减少车辆的自重，提高能源利用效率。
同时，太阳能车的设计也注重提高能源转化效率，通过优化太阳能电池和电动机的设计，使车辆在太阳能充足的情况下能够行驶更长的距离。
另外，太阳能车的设计理念还包括智能化和自动化。
太阳能车通常配备智能化的控制系统，能够根据太阳能的充足程度和车辆的行驶状态，自动调整车辆的动力输出和能源利用，从而实现更加高效的能源利用和车辆控制。
总的来说，绿色环保太阳能车的设计理念是以太阳能为主要能源，注重轻量化和高效能，同时也注重智能化和自动化。
这些设计理念的实现，不仅可以减少对环境的污染和破坏，还可以提高能源利用效率，推动交通工具向着更加环保和可持续的方向发展。
相信随着科技的不断进步和人们环保意识的增强，太阳能车必将成为未来交通工具的主流，为人们创造更加清洁、舒适的出行环境。
目录摘要 (Ⅰ)关键词 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)Key words (Ⅱ)1绪论 (1)1.1引言 (1)1.2太阳能电动车的发展趋势 (1)1.3 太阳能电动车的组成 (1)1.4 太阳能电动车驱动系统组成 (2)2电动车总体设计 (3)2.1 技术参数 (3)2.2 构造形式及工作条件 (3)2.3主要参数选择 (3)2.3.1 主要尺寸 (3)2.3.2 电动车质量 (3)2.3.3 电动机参数 (3)2.3.4 轮胎参数 (4)2.3.5 传动比计算 (4)2.3.6 最大爬坡度计算 (4)2.4 核心件参数 (4)2.5 总体布置计算 (5)2.5.1 各部分质量及重心坐标 (5)2.5.2 空载及满载时重心坐标 (5)2.5.3 轴荷分配计算 (5)2.6 稳定性计算 (6)2.6.1 汽车不纵向翻倒的条件 (6)2.6.2 汽车不横向翻倒的条件 (6)2.7 最小转弯直径的计算 (6)2.8 行程计算 (7)3 双电动机驱动桥设计 (8)3.1 驱动系统总体设计 (8)3.2 减速器的设计 (8)3.2.1传动比分配 (8)3.2.2 运动和动力参数计算 (8)3.2.3 齿轮参数计算 (9)3.2.4 轴的设计 (19)3.2.5 平键的强度校核 (20)3.2.6 轴的强度校核 (20)3.2.7 轴承的寿命校核 (25)3.2.8 减速器箱体的设计 (27)3.3 半轴的设计 (27)3.3.1 半轴的形式 (27)3.3.2 半轴轴径的确定 (28)3.3.3 花键的设计和校核 (28)3.3.4 半轴连接螺钉强度校核 (29)3.4 轮毂的设计 (29)3.4.1 轮毂的外形设计 (29)3.4.2 轮毂与轮辋的连接螺栓强度校核 (29)3.5 驱动桥壳的设计 (30)3.5.1 驱动桥壳的结构设计 (30)3.5.2 驱动桥壳的强度计算 (30)3.5.3 桥壳与减速器连接螺钉强度校核 (33)3.6 轮毂轴承的寿命计算 (33)致谢 (35)参考文献 (36)附录 (37)太阳能混合动力观光车驱动系统设计摘要：太阳能是一种清洁能源，不仅可以部分代替石化燃料，而且可以减少二氧化碳和有害气体的排放，防止地球环境恶化。
２０１７年 ／ 第２期 物联网技术８９0 引 言近年来，能源危机和环境污染的压力越来越大，太阳能作为一种清洁无污染，取之不尽、用之不竭的清洁能源，受到了大家的青睐。
将太阳能作为电动车的能量来源可以实现“零排放”，有助于保护环境。
现在有很多机构和科研院所都在研究太阳能电动车，且清华大学、上海交大、德州学院等成功研制出了一些太阳能电动车[1,2]，但这些车还未能大量进入普通百姓的生活。
太阳能的特点是分散性和时变性。
在阳光最强时每平米的功率只有大约1 kW 。
由于树荫、阴雨、夜晚等导致太阳能电池输出功率存在巨大变化。
此外，现有太阳能电池板转换效率较低，大约为17%，即每平米太阳能电池板最多提供170 W 功率。
且蓄电池能量密度较低，现有铅酸电池的能量密度大约为40 Wh/kg ，一块48V20AH 的蓄电池重量超过20 kg 。
所有这些因素使得太阳能电动车的发展受到了很大限制，为此很多文献提出采用太阳能最大功率跟踪法来提高太阳能的充电效率[2-5]，同时也有文献对太阳能电动车的能量管理策略进行了研究，提出加入超级电容来辅助储能[6,7]，亦有文献提出建设大面积太阳能充电站为电动车充电[8]。
这些文献都在理论上为太阳能电动车的研制提供了很好的方法，但却忽视了一般家庭用车90%以上的时间是停止的，太阳能的低效可以用停车时间来弥补，只要功率匹配、结构合理，就可以制作出有实用价值的太阳能电动车。
由于两轮电动车无法安装大面积太阳能电池板，本文对现有电动三轮车运行状况进行了测试，根据测试数据和车体尺寸加装了太阳能电池板，对其进行了长达一年的试用，证明其可以作为家庭近距离代步车使用。
在此基础上，文中选择驱动后桥，设计了更为舒适的太阳能电动四轮车并进行了实验。
两次实验结果可以为电动车生产企业提供新的设计思路，让太阳能电动车早日进入千家万户。
1 电动三轮车的选择与测试目前市场上的电动三轮车种类很多，可选择范围广。
选择时主要考虑方便在车上安装太阳能电池板支架，装好后既可用来接收光照，又可作为车辆的顶棚。
太阳能电动车的工作原理太阳能电动车是一种以太阳能作为能源驱动的电动车辆，它的工作原理主要包括太阳能电池板的光电转换、电池的储能、电机的驱动和控制系统的协调。
首先，太阳能电池板是太阳能电动车的关键部件之一。
它由多个光电单元组成，每个光电单元都由半导体材料制成。
当阳光照射到太阳能电池板表面时，其中的光电单元会将光能转化为电能，这个过程称为光电转换。
具体来说，光能激发了半导体中的电子，使其从价带跃迁到导带，形成电子空穴对。
通过内部电场的作用，这些电子和空穴会朝着不同的方向运动，产生电压和电流。
因此，太阳能电池板将太阳能转化为直流电能，为电动车提供动力。
其次，电池是储存太阳能电动车供电所需能量的装置。
太阳能电池板产生的直流电能首先会存储到电池中，电池充电时，电荷离子会在正负极之间被输送，电子会从负极移动到正极，这样电池的电荷就会增加。
当电动车需要供电时，电池会释放储存的电能，将电荷离子从正极移动到负极，电子也会从正极移动到负极，产生电流。
因此，电池可以储存太阳能电动车的能量，并在需要时释放出来。
再次，电动车的电机是将电能转化为机械能的装置。
它通过电磁原理将电能转化为动力，推动车辆前进。
电动车的电机通常采用交流异步电机或永磁同步电机，这些电机通过电流激励电磁场，产生旋转磁场，从而将电能转化为机械能。
电机的输出轴与车轮相连，通过传动装置将转矩传递给车轮，推动车辆运动。
最后，电动车的控制系统起到协调整个车辆系统工作的作用。
控制系统包括电池管理系统、电机控制器、动力电池控制装置等。
电池管理系统负责监测和控制电池的充放电过程，保证电池的安全和寿命。
电机控制器负责调节电机的速度和转矩，并控制电动车的加速和制动。
动力电池控制装置用于管理电池组的充放电过程，确保电池组的稳定和高效。
总之，太阳能电动车的工作原理是由太阳能电池板将光能转化为电能，电池储存电能，电机将电能转化为机械能，控制系统协调整个车辆系统工作。
通过这样的运行过程，太阳能电动车实现了对太阳能的有效利用，并减少了对传统能源的依赖，实现了可持续发展。
太阳能电动“汽车”模型的设计与制作
南阳中学车模制作小组
一、背景说明：
《基础教育课程改革纲要(试行)》指出：“高中要开设技术类课程”，普通高中阶段的通用技术课程是以提高学生的技术素养、促进学生全面而又富有个性的发展为基本目标，着力发展学生技术的设计与应用为基础的技术实践能力，注重学生对技术的思想和方法的领悟与运用，注重学生技术学习中的探究、试验与创造，注重学生情感态度、价值观以及共通能力的发展，为学生应对未来挑战、实现终身发展奠定基础。
其宗旨就是开发和培养高中学生的技术素养，激发他们学科学、爱科学，按科学教育规律办事的观念和意识。
作为一门全新的课程，它不同于其它课程，是以技术教学为主的一门课程，教师以基础的、宽泛的、与学生日常生活联系紧密的技术内容为载体，通过技术教学活动，激发学生的创造潜能、增强学生的创新意识、，培养学生的创新精神和实践能力，提高学生的综合技术素养。
因此，我们物理教研组经过多次的讨论研究，并在学校的大力支持下，结合当前的节能环保、大力发展和使用清洁能源的主题，确定由成燕文老师主持，以《太阳能电动汽车模型的设计与制作》为课题成立车模制作小组，展开科技实践活动。
二、活动过程
小组成立以后，结合活动主题展开相应的前期准备工作以及制定活动方案。
1、活动程序
确定课题名称——查阅相关文献资料——走访部分汽车维修人员——资料的整理和分析——讨论研究——制定“汽车”模型的制作方案——小组分析讨论优化方案——“汽车”模型的制作——“汽车”模型的的测试并改进——“汽车”模型的外观美化——完成课题、总结形成报告——把课题活动成果上交给学校。
2、设计与制作过程中遇到的困难及克服方法
在整个设计与制作过程中，首先要收集和学习相应的理论知识。
因为它是探究性活动，学生对太阳能、汽车原理等方面的知识比较缺乏，要克服设计过程中遇到的问题，就必须有相应的理论知识作支撑，就必须先引导学生收集汽车工作原理的相关知识进行学习，要对汽车各系统的工作原理有比较明确的了解。
其次，在活动过程中，需要有较强的动手操作能力，必须教会学生熟练掌握加工工具的正确使用方法。
这些都是整个活动是否能够持续进行的必要保障。
设计与具体的制作往往会有一定的距离，在具体的制作过程中会发现很多设计过程中没有想到的问题或没有注意的细节。
如：达不到设计要求或不能实现设计功能。
这时候，就要组织组员进行原因分析，讨论如何进行改进，经过不断的设计----改进----再设计----再改进，要求车模的各部件、各功能、各系统能够达到设计要求。
回顾整个设计与制作过程，设计与制作难度最大的是车模的转向系统，是整车技术含量高、功能最难实现、直接影响行车性能与安全的重要部分之一。
制作过程经过多次反复的学习----设计----试验才获得最后的成功。
一开始遇到的问题是：转向时，打方向盘时十分费力而且不受控制，要么一下子偏向左边、要么一下子偏向右边，方向根本控制不了。
遇到这样的问题，大家都傻眼了，难道要功败垂成？遇到了这样的失败，我们郁闷了好几天，但没有气馁，冷静下来进行原因分析、查阅转向系统相关资料，终于找到的实现灵活转向的技术要领（转向轴延长线的着地点要稍前于车轮的实际着地点），转向功能得到很好的实现。
但是问题还没有彻底解决，新问题又出现：在转向时两只前轮的运动不协调，不能绕同一个圆心转动，造成某个车轮与地面侧向滑动，这样造成的后果是加速轮胎的磨损，大大缩短轮胎的寿命。
这同样是在实践中发现的问题，因此，不断地思考、改进、调试，直到找到合适的倾角，终于解决了转向系统这个难题。
三、设计与制作过程的体会
在整个活动中，我们学会了不少的经验，掌握了不少的知识，提高了我们对问题的分析和处理能力，提高了实际操作能力，也使我们真正地发现学习并不是只在形式上，而且还要把它用在实践中，学习上的东西，把它用在实践中，我们感受到了学以致用的乐趣，学会了要诚恳待人，学会与社会的人们交流。
我们能在每一个困难里解脱出来，是因为我们能够互相鼓励、精诚合作。
在研究与学习中都主动、积极地对待每一个问题，在历时1年的设计与制作过程中，在学校的大力支持下，我们小组共同克服了技术和操作上的种种困难，以坚定的信念和足够的毅力完成了制作活动，并取得成功。
在充满挫折与失败的活动中体会到设计和制作过程的艰辛，同时也收获了成功的喜悦、收获了精诚合作的团队精神。
也从中增长了我们的知识面，让我们更加了解当今科学技术的力量和前景。
南阳中学：车模设计与制作小组。
