实现太阳能电动汽车设计的研究

实现太阳能电动汽车设计的研究

太阳能电动汽车替代传统汽车能够解决化石燃料污染和短缺的问题。但太阳能电动汽车的开发面临着诸多问题，其中最主要的问题是太阳能电池板的能量传递效率较低，不能实时满足汽车功率需求。为解决该问题，设计了一种用于汽车电力存储的电子控制回路，该电子控制回路是一个智能控制系统，其可以自主进行能量存储与控制，并对必要的数据进行记录。除此之外，设计的电子控制回路还改善了太阳能电动汽车的能源管理，以保证太阳能电动汽车的总功率平衡。

图1　太阳能光伏板

首先介绍了太阳能电动汽车的设计环境。将城市驾驶循环工况作为设计输入，采用AutoCAD对车架进行设计，确定最优的车架形状和汽车的薄弱点。设计时，依据国际汽联建立的太阳能电动汽车和替代能源的设计标准和技术法规，将汽车前部的悬架系统与转向系统耦合，以节省空间来安装太阳能电池板，整个汽车设计定义承载人数为4人。整车设计完成之后对汽车的安全性、功能性、鲁棒性和成本进行分析。

之后进行了电子控制回路的设计。电子控制回路的设计步骤为：①电压、功率和设备使用时间的识别；②根据汽车位置估计太阳能电池板产生的电能；③设置太阳能光伏组件的工作电压和总功率；④选择电池类型并定义电池容量；⑤选择电池的充电控制器。考虑电池质量大小等因素，文中没有采用传统电动汽车常用的铅酸电池，而选择了能量密度和功率密度较高的质子交换膜燃料电池。

最后对新设计的太阳能电动汽车进行验证。对传统的混合动力汽车进行改造，将其内燃机和相关部件拆除，采用效率高、质量轻、结构紧凑的无刷直流电机，并在车后安装如图1所示太阳能电池板。结果显示：原型太阳能电动汽车能够获得100km/h的速度，且行驶里程达到60km。

刊名：International Journal of Electronics Communication &Computer Engineering（英）

刊期：2014年第5期

作者：Hemza Saidi

编译：张振伟