便攜式電動(dòng)汽車太陽(yáng)能充電板設(shè)計(jì)

梅文 周華祥 程初憶 王浩 徐政 余前

摘要：本項(xiàng)目是為了解決電動(dòng)汽車車主在行駛途中汽車電量不足的問(wèn)題，讓車主綠色出行，增強(qiáng)續(xù)航里程。經(jīng)過(guò)項(xiàng)目組成員的努力，歷經(jīng)方案設(shè)計(jì)、部件設(shè)計(jì)、單片機(jī)程序設(shè)計(jì)、調(diào)試及優(yōu)化等步驟，對(duì)單晶硅太陽(yáng)能電池特性分析以使本項(xiàng)目順利完成。

關(guān)鍵詞：綠色出行;續(xù)航;單片機(jī);單晶硅

1、研究的現(xiàn)狀及意義

為了解決電動(dòng)汽車車主在行駛途中汽車電量不足的問(wèn)題，讓車主綠色出行，放心出行，保護(hù)環(huán)境，綠色你我他。本項(xiàng)目各部分作用可從如下幾點(diǎn)加以實(shí)施：

（1）車主在出行前，不用擔(dān)心自己的電動(dòng)汽車電量不足的問(wèn)題。若在行駛途中，汽車電量不足，便可拿出本產(chǎn)品自己安裝給汽車充電，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地充電，擺脫定點(diǎn)充電的束縛;

（2）裝置簡(jiǎn)單，方便操作。本項(xiàng)目產(chǎn)品質(zhì)量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易操作，方便簡(jiǎn)潔，操作簡(jiǎn)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?yán)m(xù)航能力，讓車主不再擔(dān)心遠(yuǎn)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(xiàng)目產(chǎn)品，就能解決“超距離，遠(yuǎn)距離”行駛的問(wèn)題，進(jìn)而增加汽車的續(xù)航能力;

（4）保養(yǎng)電池，循環(huán)發(fā)電。汽車電池消耗的是電量，本項(xiàng)目產(chǎn)品可以循環(huán)發(fā)電，持續(xù)給電池供電，防止電池電量過(guò)滿或虧空對(duì)電池的損害，從而達(dá)到保養(yǎng)電池的目的來(lái)提高汽車性能;

（5）綠色出行，節(jié)能環(huán)保，環(huán)保能源。太陽(yáng)能是綠色能源，能使電動(dòng)汽車車主達(dá)到綠色出行的目的，本項(xiàng)目產(chǎn)品由綠色材料制成，可多次使用，節(jié)能環(huán)保，應(yīng)用的也是環(huán)保能源，從而減輕汽車對(duì)空氣的污染，營(yíng)造一個(gè)綠色美好的環(huán)境。

2、項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題

在二維軟件和三維軟件中構(gòu)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(chǔ)上，利用機(jī)械設(shè)計(jì)的基本知識(shí)，并學(xué)習(xí)機(jī)械繪圖專業(yè)知識(shí)和軟件工具，參考機(jī)械相關(guān)設(shè)計(jì)資料，并且結(jié)合了多功能設(shè)計(jì)下的配件組合問(wèn)題，查看有關(guān)單片機(jī)的原理準(zhǔn)備著手編輯充電系統(tǒng)等各個(gè)系統(tǒng)，完成便攜式電動(dòng)汽車太陽(yáng)能充電板的充電設(shè)計(jì)。

（1）選擇的光電池能否滿足電動(dòng)汽車充電的需求：兩塊DYS-100W的光電池板，將光能轉(zhuǎn)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(gè)光電池板組。

（3）光電池板組與電動(dòng)汽車的蓄電池的連接：光電池板組的正負(fù)極連接到光伏控制器再?gòu)墓夥刂破鬟B接到電動(dòng)汽車的蓄電池正負(fù)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(jīng)過(guò)多次反復(fù)折疊。

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

3、“便攜式電動(dòng)汽車太陽(yáng)能充電板”的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

單晶硅太陽(yáng)能電池是采用較多的一種半導(dǎo)體電池，特點(diǎn)是：穩(wěn)定性好、光電轉(zhuǎn)化率高等，根據(jù)目前太陽(yáng)能技術(shù)發(fā)展水平，單晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化率可達(dá)到15%—18%，半柔性太陽(yáng)能板，單硅晶，功率160w，電壓18v，面積0.89㎡。

（1）電動(dòng)汽車太陽(yáng)能充電板的選擇

選擇折疊式太陽(yáng)能充電板，折疊放入后備箱，占據(jù)空間小，便于攜帶;

（2）防止環(huán)境影響的裝置的選擇

選擇耐高溫防水強(qiáng)力膠將太陽(yáng)能充電板直接粘到車衣頂上，便于接收更多的陽(yáng)光照射，防止溫度過(guò)高使膠水融化和小雨天雨水浸濕電路使之?dāng)嚅_或短路;

（3）固定太陽(yáng)能充電板裝置的選擇

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

（4）連接電路電線的選擇

將各個(gè)電池板并聯(lián)后串接一個(gè)輸出口，電線使用尼龍護(hù)套套住電線（尼龍護(hù)套保護(hù)電線，能使電線折撓上萬(wàn)次而不斷裂）。

電池組并聯(lián)接在光伏控制器，再接一個(gè)鋰電池然后通過(guò)升壓器升壓最后接電動(dòng)汽車充電孔。（光伏控制器能控制太陽(yáng)能電池的輸出電壓， 可以保護(hù)電池不被過(guò)充， 同時(shí)， 也晚上太陽(yáng)能電池不發(fā)電時(shí)， 防止蓄電池的電倒流）。

4、展望

當(dāng)傳統(tǒng)能源的儲(chǔ)量慢慢減少，太陽(yáng)能電池?fù)碛芯薮蟮臋C(jī)會(huì)。因?yàn)樘?yáng)能電池在很大程度上不僅可以提供能源還可以降低對(duì)環(huán)境的污染。隨著人們?cè)絹?lái)越習(xí)慣電子產(chǎn)品的使用，隨身可攜帶的、轉(zhuǎn)化率較高的、輕便的太陽(yáng)能電池會(huì)不斷拓展市場(chǎng)。按照目前的技術(shù)，便攜太陽(yáng)能充電裝置必將重點(diǎn)解決電動(dòng)汽車運(yùn)行中的如下問(wèn)題：

（1）應(yīng)急性：應(yīng)急性太陽(yáng)能充電板可以在一定程度上解放電動(dòng)汽車，使電動(dòng)汽車在一定程度上減少對(duì)充電樁的依賴，可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車在行駛路上、野外、臨時(shí)?？奎c(diǎn)等無(wú)充電樁的地方充電。

（2）續(xù)航能力：增大了電動(dòng)汽車的續(xù)航。實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)汽車在無(wú)充電樁的情況下進(jìn)行充電。

（3）環(huán)保性：本產(chǎn)品以太陽(yáng)能為能源，屬于清潔能源?？梢怨?jié)約電力，對(duì)保護(hù)環(huán)境有一定促進(jìn)作用。

（4）便攜性：產(chǎn)品重量較輕方便攜帶，太陽(yáng)能板可以折疊收納攜帶。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]聶佳芹，王學(xué)強(qiáng)等.當(dāng)今世界太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展動(dòng)向[J].吉林電力，2000，4（4）：30-100.

[3]薛建國(guó)等.基于單片機(jī)的太陽(yáng)能電池自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].長(zhǎng)春師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，6（7）：23-100.

[4]楊金煥，葛亮，陳煥等.太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最佳化設(shè)計(jì)[J].能源工程，2003（5）：58-111.

課題來(lái)源：“湖北理工學(xué)院2020年國(guó)家（省、校）級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目資助（項(xiàng)目編號(hào)：S202010920074）

作者簡(jiǎn)介：梅文（2000.04-），男，漢，湖北武漢人，本科，學(xué)生，研究方向：車輛工程

湖北理工學(xué)院 湖北 黃石 430400