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《便携式电动车太阳能充电器》

研究报告

本产品通过研究太阳能电池板，将光电转换原理应用到电动

车充电器上，利用功率电子转换电路实现太阳能与电能的转换，

充分利用清洁能源。研制并开发便携式微型充电器，尽可能使充

电器结构轻巧、便利，合理安装在电动车上，方便大众使用。

1、研制背景及意义

太阳能电动车结构具有轻理、小、巧、美四大特性。车型轻，

能大幅度减轻能源的消耗，降低成本；车身小，可在城市中心地

带穿街走巷行驶（不超过两人并排骑自行车占用的道路面积），增

加道路流量，改善交通状况；结构设计巧妙、实用、紧凑、坚固、

耐用；流线型外观，造型美观大方。太阳能电动车以光、电代替

油，可节约有限的石油资源。白天，太阳能电池把光能转换为电

能自动存储在动力电池中。在晚间或阴雨天，可以利用家用交流

电（220V）进行充电，确保车辆照常行驶。太阳能电动车节能，

耗能少，只需采用3-4平米的太阳能电池组件便可行驶起来。燃

油汽车在能量转换过程中要遵守卡诺循环的规律来做功，热效率

比较低，约12%-15%,只有1/3左右的能量用在推动车辆前进上，

其2/3左右的能量损失在发动机和驱动链上；而太阳能电动车

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的能量转换不受卡诺循环规律的限制，热效率要高得多，可达到

34%-40%,90%的能量用于推动车辆前进。

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对于太阳能汽车的研究与设计目前各国都处在一个不断努力

探索实现的阶段。目前国外太阳能电动车的设计除了对太阳能的

利用外，还大量结合材料，电子，能源的多种性技术。例如：2006

巴黎车展，在世界享有良好声誉的世界著名公司venturi向世人

展出了一款“自驱式”电动车该款车利用了，太阳能，风能，在

不依赖任何天然能源的情况下依然行驶自如。2011年全美首座太

阳能快速充电站CHAdeMO日前在三菱汽车北美公司总部亮相。据

了解，这个感应式无线充电站是专门为在美国销售的三菱i系列

电动汽车量身定制的。

我国国内太阳能光伏运用市场尚处于起步阶段，且未来呈加

速发展趋势。根据EPIA资料，2010年全球16.6GW的新增组件

市场中，中国只使用520MW，占全球市场的3.13%。虽然如此，2010

年中国大陆的新装机量已经超过了过去历年373MW的累计装机

量。2011年8月，我国首次对太阳能发电项目设定了统一的基准

上网电价，加之欧美市场需求下降带来的全球太阳能光伏产品市

场的波动及价格下滑，从另一个角度，大幅降低了国内太阳能电

厂的设备采购成本，2011年以来，国内太阳能光伏发电项目数量

大幅增加。我国已经承诺到2020年单位GDP的碳排放量缩减到

2005年的45%的水平，这就必须提高可再生能源的比例。国家工

业和信息化部编制的《太阳能光伏产业

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“十二五”发展规划》中明确提出十二五期间将大力发展我

国太阳能光伏发电产业，到2015年，我国光伏发电装机容量规模

计划达到10GW，为2010年全国装机容量的约11倍。未来随着我

国太阳能屋顶计划、金太阳计划等的实施，国内光伏电站的建设

正呈现加速发展趋势。

太阳能汽车、太阳能电动自行车目前尚处于“概念车”状态。

因为太阳能的不稳定性、分散性（强烈时大约1千瓦/平方米），

以及太阳能收集装置效率低，成本高，太阳能直接作为汽车或自

行车的动力有几乎是不可逾越的瓶颈，目前还没有解决的可能。

但里利用太阳能电池板固定发电装置利用光电转换进行发电，给

电动汽车、电动自行车的蓄电池持续充电，再利用功率转换装置

进行动力控制，这在目前理论和实践的基础上是可以实现的，具

有良好的经济性和实用价值。

2、设计方案

2．1技术关键：

（1）将太阳能转换成电力,利用研制的太阳能充电器把太阳

能变成适合36V到