太阳能节能汽车作品说明书

1、机械创新设计竞赛（课外）产品设计说明书 （太阳能节能汽车） 学 院 机械工程学院 专业班级 10机械工程及自动化 4班小组成员 黄嘉浩、郝首成、植俊杰、张运达 指导教师 谈毅 竞赛名称 3D建模设计大赛 提交日期 2013年 6月 28日 华 南 理 工 大 学 广 州 学 院任 务 书 兹发给 班学生 机械创新设计竞赛（课外）课程任务书，内容如下： 1. 题目： 太阳能节能汽车 2.应完成的项目： （1）市场调研，确定设计方向 （2）确定产品创新设计方案 （3）机构设计及计算 （4）总结产品创新点和市场推广价值 （5）编写设计说明书 3.参考资料以及说明：1陶建军太阳能电池组件的综合应用2吴

2、琦小型太阳能电动车的开发3史玉茜绿色环保汽车-太阳能汽车4张琪,黄东,郑宏飞太阳能在汽车上应用的前景与挑战4.本任务书于 2013年5月10日发出，应于2013 年 06 月 28 日前完成，然后提交给指导教师进行评定。 指导教师（导师组） 签发 2013年5月10日评语：总评成绩：指导教师签字： 年 月 日目录摘 要2第一章：绪论31.1：设计背景31.2：设计意义31.3：市场调查及应用前景4第二章：总体设计方案与分析52.1：引言52.2：总体方案设计52.3：工作原理的分析6第三章：结构设计63.1：车架设计63.2：控制系统设计7第四章：创新点和推广价值74.1：创新点74.2：市场

3、推广价值83.3：后期展望9参考文献10摘 要太阳能汽车是一种靠太阳能来驱动的汽车。相比传统热机驱动的汽车，太阳能汽车是真正的零排放。正因为其环保的特点，太阳能汽车被诸多国家所提倡，太阳能汽车产业的发展也日益蓬勃。我们团队希望可以将太阳能转化为电能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。关键词：环保、节能第一章：绪论1.1：设计背景将太阳能动力应用于汽车，将能够有效降低全球环境污染。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，

4、希望可以取代燃烧汽油的汽车。但目前电力一大部分来自于化石燃料的燃烧，使用电动汽车会增加用电的需求，增加发电厂释放的污染物。有鉴于此，我们团队希望可以将太阳能转化为电能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。1.2：设计意义太阳不断向宇宙空间辐射出巨大的能量，其内部的热核反应足以维持61010年。从资源角度看，我国拥有丰富的太阳能资源，我国陆地面积接收的太阳能的总量在331010到861010kJm2a之间，其总量相当于24000亿吨煤，全国总面积23地区日照时间都超过2000ha。太阳辐射到地球大气层的能量约3751026w，每秒的辐射量相当

5、于500万吨煤。即使把地球表面01的太阳能转为电能，转化率为5，那么每年发电量也可达561012kWh，相当于目前全世界能耗的40倍。可见，在所有新兴的能源中，太阳能具有十分高的利用价值。所以说，从未来世界的汽车发展来看，把太阳能运用到汽车上具有十分广阔的前景，太阳能汽车将成为未来汽车行业的发展潮流。1.3：市场调查及应用前景太阳能是取之不尽、用之不竭的清洁能源，即可免费使用也无需运输、无需包装，没有安全隐患，更无毒副作用，对环境没有任何污染，所有利用好太阳能是一个非常重要的战略措施，光热、光电、光化学是最直接利用太阳能的有效途径，怎样最大限度地利用好太阳能是摆在科学界最有价值的课题。以太阳能

6、作为驱动能源的专利产品中,太阳能所占的能源比例份额太少。国内有把太阳能用于电动自行车,也有用于微型车的例子,但太阳能所能提供的能量只占到所需驱动能量的30%以下。太阳能汽车作为新的事物正在不断的贴近人们的生活,虽然它的发展仍存在着很多技术上的挑战，但不可否认的是在不可再生能源日益匮乏的今天，太阳能汽车是未来新能源应用的佼佼者。相信在不久的将来，太阳能定会在汽车上逐渐应用普及，利用太阳能驱动汽车完全可行,太阳能汽车可以应用于高尔夫球场,露天游乐场观光车,大型野外动物园观光车,园林草坪修剪服务车。在全球倡导节能环保的时代，太阳能的广泛应用不仅能为人们生活带来便利，也会给我们赖以生存的地球带来和谐的

7、发展。第二章：总体设计方案与分析2.1：引言通过分析现有普通汽车和概念型太阳能汽车的特点，我们设计了一种新型太阳能汽车以及其相关制造方法，同时经过一系列计算与实验，按照设计方法制作出该新型太阳能汽车。2.2：总体方案设计本车在技术上与现有普通汽车相比，采用的是太阳能转换成电能进行驱动，具有高效的节能减排特点，不仅减少了现有化石燃料的消耗，同时也减少了有害气体和二氧化碳的排放。本车和现有的太阳能汽车相比，由于采用了环氧树脂作车身和钢架结构车架，使本车比普通太能汽车更为轻便高效，同时还极大程度下低了本车的生产成本，相比于普通太阳能十多万的成本，本车成本仅不足三万，具有很好的经济优势。考虑到节能减排

8、的需求，本车采用绿色太阳能，大辐度降低了化石能源的消耗，同时本车的生产过程所使用的材料绝大部分都可以回收再利用，不会造成环境污染，具有高效的节能减排性能。2.3：工作原理的分析驱动电路充电电池稳压电路太阳能电池板第三章：结构设计3.1：车架设计太阳能汽车中，车架使用以将发动机、底盘和车身中各主要总成连成一个整体。在进行太阳能电动车车架设计时，必须使其满足以下的基本要求:（1）具有足够的强度，保证太阳能电动车在任何工况下，车架的主要零部件不因受力而破坏。（2）具有足够的抗弯刚度，以免车架上的总成因变形过大而早期损坏。（3）车架要有合适的扭转刚度。（4）车架重量要轻，主要考虑到太阳能的功率有限，又

9、要保证一定速度，所以车架重量应尽可能轻。3.2：控制系统设计控制部分总体上分为能量控制、动力控制、仪表显示三个部分。(1)能量控制：包括太阳能能量转化，MPPT（最大功率追踪），蓄电池能量储存和释放。(2)动力部分：整车的动力驱动，速度控制、倒车、刹车等基本控制功能。(3)仪表部分：包括太阳能电池板工作电压电流，蓄电池充放电电流和电压，功率追踪以及系统当前工作状态，行驶速度等。第四章：创新点和推广价值4.1：创新点1采用了清洁能源太阳能作为能量来源，对环境无污染。2 车身设计时充分考虑到太阳能汽车的运行效率问题，车身结构紧凑，重量轻，行车时受空气阻力与地面阻力较小，极大限度地提高了太阳能汽车的

10、运行效率。3车身制造过程所用材料轻，强度高，制造过程中产生污染的小，且耗时短无需使用大型机床设备。4采用不锈钢方钢管焊接的车架，不仅满足了车架强度、刚度等方面的力学性能要求，而且大幅度减轻了车架重量和成本。5采用了立式桁架结构（目前基本没有），在满足了各方面要求的同时，还制作简单，同时方便了其他总成的布置与车身的结合，为驾驶员腾出了足够的空间。4.2：市场推广价值我们的太阳能汽车正是使用太阳能电池把光能转化成电能，用来推动汽车电动机的汽车。因为不用燃油，太阳能汽车将不会排放污染大气的有害气体；没有内燃机，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，简化了汽

11、车的驾驶，并且在行驶时听不到汽车的轰鸣声。不仅如此，它还有低消耗、高效用能的特点。一辆太阳能汽车只需采用3-4平方米的太阳电池组件便可行驶起来。传统的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。与传统燃油汽车相比，太阳能汽车的热量转换不受卡诺循环规律的限制，90%的能量都能用于推动车辆前进。而且，在都市行车中，为了等候交通信号灯，必须不断的停车和启动，如果驾驶的是传统的燃油汽车，不仅造成大量的能源浪费，还加重了空气污染。而太阳能汽车，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。并且它还有结构简单的优点，在其寿命周期内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。3.3：后期展望在可持续发展的道路上，具备无污染、无噪音、耗能少、效率高、易于驾驶、结构简单等优越性的环保太阳能汽车引起了人们的极大兴趣。在世界能源日趋枯竭，环境问题不断恶化的今天，太阳能汽车产业必将得到迅猛发展。我相信，随着人