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[摘 要]随着社会发展和科学水平的提高,我们开始越来越重视环保问题,国家和社会都开始积极的追求人与自然的和谐统一,而传统的燃料汽车所带来的污染又是不可忽略的一环,因此太阳能汽车和纯电动汽车应运而生,然而,由于多方面问题,太阳能技术在汽车领域的应用无法普及开来,同样的,纯电动汽车也存在着一些难以避免的在某些领域上的缺陷。而本论文拟在研究发明一种新型的太阳能—电能混合动力汽车,通过在后背箱装载新型仿生孔雀结构的可伸缩太阳能板模块的形式,来解决普通太阳能汽车的车型大,行车不便以及普通电动汽车充电难,续驶里程较短等部分缺点。
[关键词]太阳能汽车;仿生技术;太阳能板
中图分类号:U469.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)37-0020-01
1太阳能汽车和纯电动汽车的现状
传统太阳能汽车的工作原理大体上分为两种,一是采用车顶加装太阳能板,将太阳能转化为电能来用于给蓄电池充电,二是利用太阳能和其他能源混用,譬如太阳能汽油发动机,复合能源汽车外观与传统汽车相似,只是在车表面加装了部分太阳能吸收装置,比如车顶电池板,用于给蓄电池充电或直接作为动力源。这种汽车既有汽油发动机,又有电动机,汽油发动机驱动前轮,蓄电池给电动机供电驱动后轮。电动机用于低速行驶。当车速达到某一速度以后,汽油发动机起动,电动机脱离驱动轴,汽车便像普通汽车一样行驶。但是,这两种利用太阳能的方法都存在一定的缺陷,第一种由于对太阳能的吸收转化效率较低问题,太阳能板一般都要求较大的受光面积,这就对太阳能汽车的大小,车顶形状有了较大的影响。第二种情况,也是当今市场上的太阳能汽车的主流,但是仍然会造成一定的环境污染。
而纯电动汽车同样存在着一些无可避免的问题,最大的一个问题就是关于汽车充电站的建设普及,现在只有在一二线城市和部分三四线城市才能见到电动汽车充电的基站,在一些偏远的农村地区则极少存在,这对电动汽车这种环保汽车的普及造成了重要的影响。
2有关新型仿生孔雀太阳能汽车的构思
鉴于太阳能汽车和纯电动汽车所存在的一些问题,我们小组构思了一种可以解决部分问题的设备,即是在汽车的车尾部加装一个平时隐藏在后备箱之中,但是在需要的时候可以从后备箱背部伸出折叠好的太阳能板,之后再如同孔雀开屏一样展开,这样就可以在保证大部分小轿车车型不用发生变化的同时,能够最大限度的加装太阳能板,这种在一定程度上能够解决普通太阳能汽车车型过大并且无法变化导致造型不美观的缺陷,再者,作为太阳能电能混合能源汽车,在平时停车的时候可以将太阳能板展开,储存多余的能量在蓄电池中,会很有利于阴天等天气时汽车的行驶。
3仿生孔雀太阳能板结构的设计
3.1起降部分
我们小组首先对太阳能板的起降做了设计,我们决定采用液压传动伸缩装置,利用工作原理与多级液压缸相似的液压装置如下[1]
同时在汽车的后备箱部分新增加一个泵体如下图,首先1杆动作,将2杆顶起至合适位置,之后液压泵工作,利用液压缸将收缩后的太阳能板从后背箱中伸出,达到规定位置,利用一杆调节角度,二杆调节高度,这样完成整个起降部分机械设计。
3.2 开屏部分
接下来是开屏部分的设计,开屏部分我们采用最常见的曲柄摇摆机构,再通过调整机架角度可以很好的实现孔雀的开屏和收屏过程,同时在每一块重叠的太阳能板上加装一个凸出的边缘,当展开到一定角度后便无法再进行运动,除此之外,还有在开屏的尾部设计为可以调节太阳能板与地面角度的结构,这样可以防止太阳能板遮挡司机视野,通过起降部分的1,2液压缸以及该机构的共同作用下完成角度调节后,整个开屏过程才算真正完成。
3.3 保护部分
鉴于使用的安全问题,需要在太阳能板的两侧加装保护壳,这样能够有效的保护闭屏状态下的太阳能板,除此之外,起降部分也需要加装相应的缓冲装置来避免伸缩时太快或者伸的太长导致撞到后玻璃,同时也要调整太阳能板的大小,以免从车侧身伸出太长导致影响其他车辆的行驶。
4总结
太阳能汽车,毫无疑问是未来汽車行业的一项重大的发展方向,它的无污染性,可再生性,还有持久性,都是我们对未来的汽车的一种追求,但是由于技术,成本等多方面原因,我们无法将其量产化,这确实是一种遗憾,本篇论文的目的紧扣这一观点,提出了一种解决其中存在一些问题的思路——加载新的可隐藏的太阳能板,希望可以对未来的太阳能汽车领域发展指出一个新的方向,促进我国这一领域的微小的发展。
参考文献
[1]张利平。液压传动与控制 西北工业大学出版社,2005.8
[关键词]太阳能汽车;仿生技术;太阳能板
中图分类号:U469.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)37-0020-01
1太阳能汽车和纯电动汽车的现状
传统太阳能汽车的工作原理大体上分为两种,一是采用车顶加装太阳能板,将太阳能转化为电能来用于给蓄电池充电,二是利用太阳能和其他能源混用,譬如太阳能汽油发动机,复合能源汽车外观与传统汽车相似,只是在车表面加装了部分太阳能吸收装置,比如车顶电池板,用于给蓄电池充电或直接作为动力源。这种汽车既有汽油发动机,又有电动机,汽油发动机驱动前轮,蓄电池给电动机供电驱动后轮。电动机用于低速行驶。当车速达到某一速度以后,汽油发动机起动,电动机脱离驱动轴,汽车便像普通汽车一样行驶。但是,这两种利用太阳能的方法都存在一定的缺陷,第一种由于对太阳能的吸收转化效率较低问题,太阳能板一般都要求较大的受光面积,这就对太阳能汽车的大小,车顶形状有了较大的影响。第二种情况,也是当今市场上的太阳能汽车的主流,但是仍然会造成一定的环境污染。
而纯电动汽车同样存在着一些无可避免的问题,最大的一个问题就是关于汽车充电站的建设普及,现在只有在一二线城市和部分三四线城市才能见到电动汽车充电的基站,在一些偏远的农村地区则极少存在,这对电动汽车这种环保汽车的普及造成了重要的影响。
2有关新型仿生孔雀太阳能汽车的构思
鉴于太阳能汽车和纯电动汽车所存在的一些问题,我们小组构思了一种可以解决部分问题的设备,即是在汽车的车尾部加装一个平时隐藏在后备箱之中,但是在需要的时候可以从后备箱背部伸出折叠好的太阳能板,之后再如同孔雀开屏一样展开,这样就可以在保证大部分小轿车车型不用发生变化的同时,能够最大限度的加装太阳能板,这种在一定程度上能够解决普通太阳能汽车车型过大并且无法变化导致造型不美观的缺陷,再者,作为太阳能电能混合能源汽车,在平时停车的时候可以将太阳能板展开,储存多余的能量在蓄电池中,会很有利于阴天等天气时汽车的行驶。
3仿生孔雀太阳能板结构的设计
3.1起降部分
我们小组首先对太阳能板的起降做了设计,我们决定采用液压传动伸缩装置,利用工作原理与多级液压缸相似的液压装置如下[1]
同时在汽车的后备箱部分新增加一个泵体如下图,首先1杆动作,将2杆顶起至合适位置,之后液压泵工作,利用液压缸将收缩后的太阳能板从后背箱中伸出,达到规定位置,利用一杆调节角度,二杆调节高度,这样完成整个起降部分机械设计。
3.2 开屏部分
接下来是开屏部分的设计,开屏部分我们采用最常见的曲柄摇摆机构,再通过调整机架角度可以很好的实现孔雀的开屏和收屏过程,同时在每一块重叠的太阳能板上加装一个凸出的边缘,当展开到一定角度后便无法再进行运动,除此之外,还有在开屏的尾部设计为可以调节太阳能板与地面角度的结构,这样可以防止太阳能板遮挡司机视野,通过起降部分的1,2液压缸以及该机构的共同作用下完成角度调节后,整个开屏过程才算真正完成。
3.3 保护部分
鉴于使用的安全问题,需要在太阳能板的两侧加装保护壳,这样能够有效的保护闭屏状态下的太阳能板,除此之外,起降部分也需要加装相应的缓冲装置来避免伸缩时太快或者伸的太长导致撞到后玻璃,同时也要调整太阳能板的大小,以免从车侧身伸出太长导致影响其他车辆的行驶。
4总结
太阳能汽车,毫无疑问是未来汽車行业的一项重大的发展方向,它的无污染性,可再生性,还有持久性,都是我们对未来的汽车的一种追求,但是由于技术,成本等多方面原因,我们无法将其量产化,这确实是一种遗憾,本篇论文的目的紧扣这一观点,提出了一种解决其中存在一些问题的思路——加载新的可隐藏的太阳能板,希望可以对未来的太阳能汽车领域发展指出一个新的方向,促进我国这一领域的微小的发展。
参考文献
[1]张利平。液压传动与控制 西北工业大学出版社,2005.8