便攜式電動汽車太陽能充電板設計

梅文 周華祥 程初憶 王浩 徐政 余前

摘要：本項目是為了解決電動汽車車主在行駛途中汽車電量不足的問題，讓車主綠色出行，增強續航里程。經過項目組成員的努力，歷經方案設計、部件設計、單片機程序設計、調試及優化等步驟，對單晶硅太陽能電池特性分析以使本項目順利完成。

關鍵詞：綠色出行;續航;單片機;單晶硅

1、研究的現狀及意義

為了解決電動汽車車主在行駛途中汽車電量不足的問題，讓車主綠色出行，放心出行，保護環境，綠色你我他。本項目各部分作用可從如下幾點加以實施：

（1）車主在出行前，不用擔心自己的電動汽車電量不足的問題。若在行駛途中，汽車電量不足，便可拿出本產品自己安裝給汽車充電，實現隨時隨地充電，擺脫定點充電的束縛;

（2）裝置簡單，方便操作。本項目產品質量輕，結構簡單易操作，方便簡潔，操作簡單老人婦女體弱的人都可以操作，適用人群廣泛。

（3）增加汽車續航能力，讓車主不再擔心遠程行駛。電池都有一定的容量，因此汽車只能行駛一定的距離，但如果要超距離行駛，使用本項目產品，就能解決“超距離，遠距離”行駛的問題，進而增加汽車的續航能力;

（4）保養電池，循環發電。汽車電池消耗的是電量，本項目產品可以循環發電，持續給電池供電，防止電池電量過滿或虧空對電池的損害，從而達到保養電池的目的來提高汽車性能;

（5）綠色出行，節能環保，環保能源。太陽能是綠色能源，能使電動汽車車主達到綠色出行的目的，本項目產品由綠色材料制成，可多次使用，節能環保，應用的也是環保能源，從而減輕汽車對空氣的污染，營造一個綠色美好的環境。

2、項目研究內容和擬解決的關鍵問題

在二維軟件和三維軟件中構思的整體模型和零件圖，組裝圖，確定其尺寸和比例等。在前期工作基礎上，利用機械設計的基本知識，并學習機械繪圖專業知識和軟件工具，參考機械相關設計資料，并且結合了多功能設計下的配件組合問題，查看有關單片機的原理準備著手編輯充電系統等各個系統，完成便攜式電動汽車太陽能充電板的充電設計。

（1）選擇的光電池能否滿足電動汽車充電的需求：兩塊DYS-100W的光電池板，將光能轉換成電能。

（2）光電池板組的連接拼裝：將兩塊的光電池拼裝成一個光電池板組。

（3）光電池板組與電動汽車的蓄電池的連接：光電池板組的正負極連接到光伏控制器再從光伏控制器連接到電動汽車的蓄電池正負極上。

（4）連接線的折疊：尼龍線套的包裝將連接線包裹可以經過多次反復折疊。

（5）如何保證提供的電壓足夠以及穩定：采用升壓器，光伏控制器將光能轉換的電能能夠穩定輸出并且能保持原電動汽車的蓄電池的充電效率，保護電瓶。

3、“便攜式電動汽車太陽能充電板”的設計特點

單晶硅太陽能電池是采用較多的一種半導體電池，特點是：穩定性好、光電轉化率高等，根據目前太陽能技術發展水平，單晶硅太陽能電池的光電轉化率可達到15%—18%，半柔性太陽能板，單硅晶，功率160w，電壓18v，面積0.89㎡。

（1）電動汽車太陽能充電板的選擇

選擇折疊式太陽能充電板，折疊放入后備箱，占據空間小，便于攜帶;

（2）防止環境影響的裝置的選擇

選擇耐高溫防水強力膠將太陽能充電板直接粘到車衣頂上，便于接收更多的陽光照射，防止溫度過高使膠水融化和小雨天雨水浸濕電路使之斷開或短路;

（3）固定太陽能充電板裝置的選擇

選擇耐溫防水的背膠魔術貼毛面粘在車衣上（大小取決于太陽板，只粘四周），將勾面與透光且堅固的材料的四周縫制在一起，使用時將太陽板放入后把魔術貼粘合在一起，用完后將魔術貼撕開取出太陽板即可，魔術貼可撕合上千次不變形。

（4）連接電路電線的選擇

將各個電池板并聯后串接一個輸出口，電線使用尼龍護套套住電線（尼龍護套保護電線，能使電線折撓上萬次而不斷裂）。

電池組并聯接在光伏控制器，再接一個鋰電池然后通過升壓器升壓最后接電動汽車充電孔。（光伏控制器能控制太陽能電池的輸出電壓， 可以保護電池不被過充， 同時， 也晚上太陽能電池不發電時， 防止蓄電池的電倒流）。

4、展望

當傳統能源的儲量慢慢減少，太陽能電池擁有巨大的機會。因為太陽能電池在很大程度上不僅可以提供能源還可以降低對環境的污染。隨著人們越來越習慣電子產品的使用，隨身可攜帶的、轉化率較高的、輕便的太陽能電池會不斷拓展市場。按照目前的技術，便攜太陽能充電裝置必將重點解決電動汽車運行中的如下問題：

（1）應急性：應急性太陽能充電板可以在一定程度上解放電動汽車，使電動汽車在一定程度上減少對充電樁的依賴，可以實現電動汽車在行駛路上、野外、臨時停靠點等無充電樁的地方充電。

（2）續航能力：增大了電動汽車的續航。實現了電動汽車在無充電樁的情況下進行充電。

（3）環保性：本產品以太陽能為能源，屬于清潔能源?？梢怨澕s電力，對保護環境有一定促進作用。

（4）便攜性：產品重量較輕方便攜帶，太陽能板可以折疊收納攜帶。

參考文獻：

[1]太陽能電池的材料革命—有機薄膜太陽能電池[J].設備管理與維修，2014（2）：73-73.

[2]聶佳芹，王學強等.當今世界太陽能發電系統的發展動向[J].吉林電力，2000，4（4）：30-100.

[3]薛建國等.基于單片機的太陽能電池自動跟蹤系統的設計[J].長春師范學院學報，2005，6（7）：23-100.

[4]楊金煥，葛亮，陳煥等.太陽能發電系統的最佳化設計[J].能源工程，2003（5）：58-111.

課題來源：“湖北理工學院2020年國家（省、校）級大學生創新創業訓練計劃項目資助（項目編號：S202010920074）

作者簡介：梅文（2000.04-），男，漢，湖北武漢人，本科，學生，研究方向：車輛工程

湖北理工學院 湖北 黃石 430400