轻型低成本太阳能车设计说书.docVIP

轻型低成本太阳能车设计说明书 设计者：谭先华、汪一帆、李志达、江漪、何坤、尹斌、陈晓佳 指导老师：周世权 作品内容简介 通过分析现有普通汽车和概念型太阳能汽车的特点，我们设计了一种新型太阳能汽车以及其相关制造方法，同时经过一系列计算与实验，按照设计方法制作出该新型太阳能汽车。 本车在技术上与现有普通汽车相比，采用的是太阳能转换成电能进行驱动，具有高效的节能减排特点，不仅减少了现有化石燃料的消耗，同时也减少了有害气体和二氧化碳的排放。 本车和现有的太阳能汽车相比，由于采用了环氧树脂作车身和钢架结构车架，使本车比普通太能汽车更为轻便高效，同时还极大程度下低了本车的生产成本，相比于普通太阳能十多万的成本，本车成本仅不足三万，具有很好的经济优势。 考虑到节能减排的需求，本车采用绿色太阳能，大辐度降低了化石能源的消耗，同时本车的生产过程所使用的材料绝大部分都可以回收再利用，不会造成环境污染，具有高效的节能减排性能。 将太阳能动力应用于汽车，将能够有效降低全球环境污染。燃烧汽油的汽车是城市中一个重要的污染源头，汽车排放的废气包括二氧化硫和氮氧化物都会引致空气污染，影响我们的健康。现在各国的科学家正致力开发产生较少污染的电动汽车，希望可以取代燃烧汽油的汽车。但目前电力一大部分来自于化石燃料的燃烧，使用电动汽车会增加用电的需求，增加发电厂释放的污染物。有鉴于此，我们团队希望可以将太阳能转化为电能在储电池中存起备用，用来推动汽车的电动机。由于太阳能车不用燃烧化石燃料，所以不会放出有害物。据估计，本车可以减少二氧化碳排放43%～54%。本车可以分为车身，车架，电路三个部分，在生产过程中采用了化学，机械原理，电控原理等多项技术，并辅助以CAD/CAM软件进行设计，本车的多项技术已申请专利。 一 研制背景及目标 全球范围内能源危机和环境污染两大问题的日益突出，“零排放”节能车的必要性上升到了新的高度。太阳能汽车具有节能、环保、小污染、低噪音等特点，无疑成为众多“零排放”方案中最吸引人的一个。 经过近一年的努力，我们完成了第一辆太阳能原型车的制作。全车基本采用纯手工制作，在诸多限制条件下，使用现有资源发明多项原创技术，开辟出一条合理的开发路径，其中多项技术已申请专利。 原型车具有太阳能汽车的基本功能：如行驶、转向、制动、倒车等。整车满足安全性强、可靠性高、重量轻、能耗低等要求。且外形美观、驾驶舒适、操作简便。在进一步发展后，具有较高的市场价值。 二 、太阳能汽车概要设计 2.1 太阳能汽车总体设计 本车分为车身、车架和电控三大部分： 车身：主要任务是承载太阳能板并减少行进中的空气阻力，目前的车身为半封闭式，扣挂在车架上。其主要难点是如何精确成型； 车架：要求有一定的承载能力，目前的车架为不锈钢通过焊接构成。其难点有三部分：（1）受力分析。（2）前桥设计。（3）驾驶舱设计。 电控：目前采用单片机作为核心，但是以后希望扩展为ARM加DSP的物理结构。理论上的难点为最大功率追踪算法的研究；工程上的难点包括稳定强电电路的设计，太阳能板功率测试框架搭建，脉宽板(DSP)与控制板(ARM)的设计与实现。 2.2 太阳能汽车结构划分 如上所述，轻型低成本太阳能汽车分为三大部分，基于功能职责的不同这三部分可以进一步细分： 车身：车身分为前盖，舱盖，后盖和侧翼四部分。目前太阳能板主要安置在后盖部分。车身主要材料为玻璃纤维，目前的手糊制作方案可以初步成型。不过平面难保证平整，曲面难保证光滑。 车架：车架细分为前桥，后架和驾驶舱。车架部分较为复杂且质量要求较高。转向系统是前桥部分的涉及难点与重点。驾驶舱的设计要求简约而舒适。后架主要安置蓄电池，并支撑车身的后盖。 电控：电控部分逻辑上分为脉宽调制与控制电路两大部分。脉宽调制部分只负责接受调制参数，并保证充电过程的安全。控制电路主要接受太阳能板电流电压，蓄电池电流电压等参数，并通过控制面板与驾驶员完成交互。 三 车身设计 3.1总体设计需求 （1）保证太阳能汽车最基本的安全性和完整性，车身必须能与车架完美的连接，不仅需要外观的配合，同时还要保证两者相对位置的力学固定； （2）车身设计过程要考虑到行驶过程中阻力，尽可能减少空气阻力与地面阻力对汽车动力能量的浪费； （3）为太阳能电池板的铺设提供条件，同时尽量增加太阳能电池板对太阳光的有效接收面积，最大限度地利用太阳能。 车身设计图如下所示： 3.2车身设计尺寸： 3600mm*1600mm*1000mm(局部1600mm) （1）车身长度：