小型太陽能新能源汽車的初步研究

摘要：小型新能源汽車利用太陽能電池板能夠將光能轉化成電能的特性，將電池板產生的電能作為能源，從而使小車前進。太陽能電池板放在小車頂部，以獲得充足的太陽光，從而保證小車的動力性能;電機與太陽能電池板構成一個回路，電池板對電機提供電流，從而使電機旋轉以帶動小車前進;兩節蓄電池，在光照不充足的時候提供動力，和太陽能電池板組成的回路為并聯回路。

關鍵詞：太陽能電池板;蓄電池

0 ?引言

隨著汽車保有量的猛增，環境的不斷惡化，傳統能源的不斷消耗，研發新能源汽車對于保護環境和解決能源危機具有重要意義。氫氣這種新能源雖然生成物只有水，十分環保，但是制造成本較高，制氫技術不完善;核能能量非常強大，一旦利用不好，帶來的后果不堪想象;太陽能作為一種低碳清潔、分布廣泛、取之不盡的全球性能源，與其他能源相比，既可以減少汽車有害物的排放，大大緩解環境壓力，又能夠緩解能源危機，太陽能是一種用之不盡的全球性資源，如果能成功利用太陽能這種資源，帶來的經濟效益，環境效益都不可估量，并且符合了全球可持續發展的理念。

1 ?小型太陽能新能源汽車的結構設計

1.1 小型太陽能新能源汽車的結構設計

本文中的太陽能新能源汽車由太陽板，蓄電池，車架，輪胎，傳動系統，電機，開關等組成。在動力驅動方面，有太陽能電池板和蓄電池兩種驅動方式。在傳動系統方面，采用二級減速器的形式，通過兩對齒輪傳動，起到增矩減速的作用。在車架方面，采用兩根簡易梁與兩長兩短支撐軸構成汽車的車架，起支撐汽車以及太陽能電池板等物體的作用。在控制方面，由于本文中的太陽能汽車中有兩個回路，因此采用兩個開關對這兩個回路分別進行控制，以便我們能夠控制小車的啟停。

1.2 小型太陽能新能源汽車的動力源

太陽能電池板和蓄電池作為太陽能汽車的動力來源，是太陽能小車中最為關鍵的部分。圖1所示為太陽能電池板，在制作過程中采用的是電池容量為100mA、電壓為5.5V的太陽能電池板，為了保證太陽能電池板獲得充足的太陽光、較高的光電轉換效率，將太陽能電池板放置在小車的頂部。

在太陽能小車的蓄電池-電機回路中，采用的是三節7號電池，如圖2，三節蓄電池在電路中的連接方式為串聯聯接，由公式（1）得，三節7號電池的電壓便為4.5V，可以帶動小電機的旋轉，帶動小車前行。

U=U+U+U（1）

1.3 小型太陽能新能源汽車的車架、傳動部分

如圖3所示為太陽能新能源汽車的車架及車輪部分，車架是由兩根帶孔梁以及兩長兩短四根支撐軸制作而成，兩根短軸與梁之間均為過盈配合，軸與車輪、軸與齒輪之間采用過盈配合，在電機帶動齒輪旋轉時，軸便能與齒輪一起旋轉，從而帶動車輪旋轉。圖4為太陽能新能源汽車的傳動系統，此傳動系統是由兩對齒輪組成的，構成二級減速器，起增矩減速的作用。其中，電機上的齒輪與中間軸上的大齒輪呈90°，改變傳動方向。

2 ?小型太陽能新能源汽車的組裝

如圖5所示為組裝后的太陽能新能源汽車。可以看出，太陽能電池板固定在車架最頂端，以獲得最大的光電轉換效率;在太陽能電池板-電機回路中，需要安裝有一個開關來控制電路的通斷，選用的是兩腳自鎖開關，將兩腳自鎖開關安裝固定在在車架上，將出現的所有電線統一用熱熔膠粘在車架的一側，既美觀又絕緣。

3 ?小型太陽能新能源汽車的行駛模式

3.1 光照充足時——太陽能電池板驅動小車

在太陽光比較強烈的時候，小型太陽能新能源汽車的太陽能電池板具有較高的光電轉換效率，可以直接利用太陽能電池板對太陽能小車進行驅動。通過太陽能電池板的光伏效應，太陽能電池板將太陽能轉換成為電能，帶動電機旋轉，然后再將電能轉換成為機械能，從而推動汽車前進。

3.2 小型太陽能新能源汽車蓄電池驅動

在下雨天或者陰天等陽光不充足的條件下，太陽能電池板轉換效率低下，提供的動力不足以使小車進行運動。在這種情況下，可以采用蓄電池來驅動汽車前行。即使沒有太陽光，太陽能小車也可以前行。

因此，太陽能小車的太陽能-電機和蓄電池-電機兩種模式，使小車在有太陽的時候既可以利用太陽能電池板進行驅動，讓小車前行，又可以利用蓄電池對太陽能小車進行驅動;當沒有太陽的時候，太陽能電池板無法起作用，太陽能小車只能依靠蓄電池提供動力，此時小車依然可以正常行駛。

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作者簡介：李玉麗（1995-），女，山東濰坊人，非全日制研究生在讀。