伸縮式電動(dòng)車(chē)太陽(yáng)能充電器設(shè)計(jì)

李慧平，方超

（商丘學(xué)院電子信息工程學(xué)院，河南商丘 476113）

0 引言

目前，市場(chǎng)上的電動(dòng)車(chē)太陽(yáng)能充電器，太陽(yáng)能電池板都鑲嵌在箱體的表面，箱體的體積大、太陽(yáng)能電池板受光面積小，太陽(yáng)能電池板都是水平放置的，電池板水平放置時(shí)電池板效率很低。基于此，設(shè)計(jì)了一種可伸縮的電動(dòng)車(chē)太陽(yáng)能充電器，它采用了電腦桌上鍵盤(pán)臺(tái)的推拉原理，將2 塊太陽(yáng)能電池板通過(guò)滑動(dòng)槽與充電器外殼固定在一起，當(dāng)使用時(shí)可以將充電器展開(kāi)，不用時(shí)可以將其折疊起來(lái)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，太陽(yáng)能電池板受光面積大，有效克服了上述存在的問(wèn)題，此裝置已申請(qǐng)國(guó)家專(zhuān)利。

1 設(shè)計(jì)過(guò)程

1.1 方案擬定

根據(jù)太陽(yáng)能充電器要求，該裝置的總體思路是采用了電腦桌上鍵盤(pán)臺(tái)的推拉原理，將上下層太陽(yáng)能電池板通過(guò)滑動(dòng)裝置與充電器外殼固定在一起，充電器外殼與充電器固定板之間通過(guò)合頁(yè)和支撐桿連接，外置太陽(yáng)能電池板鑲嵌在充電器外殼的表面。使用時(shí)，上層太陽(yáng)能電池板與下層太陽(yáng)能電池板從充電器外殼中拉出，支撐桿打開(kāi)；當(dāng)不使用時(shí)，將其收縮折疊起來(lái)。其特征是當(dāng)上層太陽(yáng)能電池板與下層太陽(yáng)能電池板從充電器外殼中拉出或縮回時(shí)，滑動(dòng)塊在滑動(dòng)槽中滑動(dòng)，電池板的受熱面積增大3 倍。

1.2 2 設(shè)計(jì)思路

通過(guò)理論分析和試驗(yàn)證明，當(dāng)太陽(yáng)能電池板與太陽(yáng)光成30°～45°夾角時(shí)，此時(shí)太陽(yáng)能電池的效率最高。該充電器結(jié)構(gòu)采用液壓缸為動(dòng)力的支撐桿，適時(shí)對(duì)電池板進(jìn)行角度調(diào)整。充電器固定板與充電器外殼之間通過(guò)合葉和支撐桿連接，這樣使得充電器與陽(yáng)光的夾角處于理想角度之間。上下層太陽(yáng)能電池板借助鍵盤(pán)臺(tái)的推拉原理進(jìn)行收縮，同時(shí)充電器的外殼鑲嵌外置太陽(yáng)電池板，這樣使得充電器展開(kāi)前體積很小，展開(kāi)后受光面積很大。本裝置有效地解決了太陽(yáng)能充電器體積大、受光面積小、太陽(yáng)能電池水平放置等問(wèn)題。

2 工作原理

電動(dòng)車(chē)太陽(yáng)能充電器結(jié)構(gòu)圖如圖1 所示，由上層太陽(yáng)能電池板1、下層太陽(yáng)能電池板6、外置太陽(yáng)能電池板5、充電器外殼4、充電器固定板3、合葉2、支撐桿7、滑動(dòng)槽8、滑動(dòng)塊9 組成。在上層太陽(yáng)能電池板和下層太陽(yáng)能電池板之間安有滑動(dòng)塊，滑動(dòng)塊安裝在滑動(dòng)槽中，滑動(dòng)槽安裝在充電器外殼內(nèi)部的兩個(gè)側(cè)面上。外置太陽(yáng)能電池板鑲嵌在充電器外殼表面，充電器固定板與充電器外殼之間通過(guò)合葉和支撐桿連接。充電器固定板可以利用螺紋連接件固定在電動(dòng)三輪車(chē)的車(chē)箱上。當(dāng)使用時(shí)，上層太陽(yáng)能電池板與下層太陽(yáng)能電池板可以從充電器外殼中拉出，支撐桿打開(kāi)；當(dāng)不使用時(shí)，可以將其折疊起來(lái)。當(dāng)上層太陽(yáng)能電池板與下層太陽(yáng)能電池板從充電器外殼中拉出或縮回時(shí)，滑動(dòng)塊在滑動(dòng)槽中運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)塊的形狀可以是圓柱形，長(zhǎng)方體形，也可以是凹槽形的，滑動(dòng)槽的結(jié)構(gòu)是一個(gè)凹形槽。

圖1 太陽(yáng)能充電器的展開(kāi)結(jié)構(gòu)圖

3 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、實(shí)用，操作方便，造價(jià)低廉，易于安裝。

2）采用了支撐桿支撐，使得充電器與太陽(yáng)能電池之間成最佳夾角，太陽(yáng)能的效率更高。

3）上層太陽(yáng)能電池板、下層太陽(yáng)能電池板通過(guò)滑動(dòng)裝置與充電器外殼連接，這樣使得充電器展開(kāi)前體積小，展開(kāi)后受光面積大。

4）外置太陽(yáng)能電池板鑲嵌在充電器外殼的表面，使得充電器在陽(yáng)光下不用展開(kāi)都能為電動(dòng)車(chē)充電，只不過(guò)展開(kāi)后的功率更大。

5）該充電器采用兩塊電池板抽拉、一塊電池板固定的結(jié)構(gòu)，這樣使得充電展開(kāi)后的面積是展開(kāi)前的3 倍，同樣的體積，該充電器的功率可以是普通充電器功率的3 倍。

［1］呂麗紅.便捷式太陽(yáng)能充電器的研究與設(shè)計(jì)［J］.科技風(fēng)，2009（16）：234.

［2］方超.電動(dòng)車(chē)太陽(yáng)能充電器：中國(guó)，201330172028.X［P］.2013-10-09.