太陽能小汽車的制作方法
來源:新能源網(wǎng)
時(shí)間:2024-08-17 13:58:03
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太陽能小汽車的制作方法【專家解說】:太陽能汽車的系統(tǒng)構(gòu)造 設(shè)計(jì)并制造一輛太陽能汽車可能需要花費(fèi)兩年以上的時(shí)間,這是一個(gè)非常龐大的項(xiàng)目工程。為了能夠成功的投入使用,每一工作組隊(duì)員都
【專家解說】:太陽能汽車的系統(tǒng)構(gòu)造
設(shè)計(jì)并制造一輛太陽能汽車可能需要花費(fèi)兩年以上的時(shí)間,這是一個(gè)非常龐大的項(xiàng)目工程。為了能夠成功的投入使用,每一工作組隊(duì)員都必須列一個(gè)工作計(jì)劃。這個(gè)計(jì)劃將隨著項(xiàng)目的發(fā)展而不斷變化。但是,它能夠提供一個(gè)穩(wěn)定的路線,那就是最終保持項(xiàng)目的順利前進(jìn)并達(dá)到最終的目標(biāo)。計(jì)劃開始是一個(gè)時(shí)間圖表,它被用來制訂項(xiàng)目的輪廓,從而決定花費(fèi)的時(shí)間、資金以及各個(gè)階段設(shè)計(jì)的步驟和設(shè)計(jì)流程。
有一個(gè)很奇怪的現(xiàn)象,從一開始到結(jié)束有一個(gè)共同的地方就是一個(gè)計(jì)劃是對整個(gè)項(xiàng)目的成功是非常重要的。這里包括調(diào)整目標(biāo)和客觀情況。實(shí)施項(xiàng)目之前小組開始設(shè)計(jì),我們必須能知道我們想在什么地方什么時(shí)間進(jìn)行。圖紙被用到最終的太陽能汽車上面會(huì)受到目標(biāo)和項(xiàng)目客觀因素的影響。使用“頭腦風(fēng)暴”法能夠引發(fā)很多點(diǎn)子。若干個(gè)最初的設(shè)計(jì)可以被考慮,在命令設(shè)計(jì)相關(guān)系統(tǒng)之前首先共同的目標(biāo)就是汽車的形狀。初始的設(shè)計(jì)會(huì)隨著汽車底盤設(shè)計(jì)、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)和太陽能光伏陣列設(shè)計(jì)而發(fā)展。設(shè)計(jì)圖稿通過展示決定對未來的調(diào)查,以至于最后的圖案被確定時(shí)才能去除。這里需要考慮如下方面的影響因素。如:1、成本,2、效能,3、制造的可能性,4、順應(yīng)規(guī)則,5、系統(tǒng)的適應(yīng)性,6、時(shí)間的緊迫性,7、重量負(fù)荷。
這是從事這個(gè)項(xiàng)目,小組必須考慮到工廠和其他的重要因素。
難得有一個(gè)設(shè)計(jì)能適應(yīng)所有的區(qū)域。如,用一個(gè)車軸發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)比一個(gè)簡單的減少傳遞要高效的多,也重要的多。但是花費(fèi)也頗為昂貴。項(xiàng)目組必須具有對最佳替換物具有決策權(quán)。接下來的步驟就是對項(xiàng)目程序最佳化,并精選出最初的設(shè)計(jì)方案。這里有一個(gè)替代的過程,利用現(xiàn)代先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)程序進(jìn)行科學(xué)的分析。例如:一個(gè)組合性的太陽能汽車底盤需要分析使用時(shí)的壓力,或者車體的外觀需要一個(gè)建模的程序進(jìn)行分析。比如,VSAERO,難的部分即使如何選擇最終的設(shè)計(jì)方案。這就是說項(xiàng)目計(jì)劃對一個(gè)項(xiàng)目的成功是如此的重要。
在建造一輛太陽能汽車中,設(shè)計(jì)幾個(gè)系統(tǒng)的開始仍然是圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段,在開始設(shè)計(jì)階段整個(gè)過程是艱辛的。解決一個(gè)個(gè)可能出現(xiàn)的問題是對一個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有非常大的影響。接近最后的建造階段,測試階段開始。在合成系統(tǒng)之前測試單個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行情況,最后對整輛太陽能汽車拼裝;但是這還沒有完成,這里還需要若干的時(shí)間或周期對其性能進(jìn)行檢測。雖然在圖紙中感覺所有問題都迎刃而解,但我們?nèi)砸M(jìn)行相應(yīng)的測試。當(dāng)所有系統(tǒng)拼裝完畢,再次對太陽能汽車進(jìn)行測試。
最后,經(jīng)過幾個(gè)月的艱辛工作和時(shí)間的洗禮,每個(gè)人都對此心中有數(shù)。推出一輛太陽能汽車的時(shí)刻才真正來臨,你就可以做穿越地域的旅行了。
太陽的能量整天都照向地球。然而,能量數(shù)的變化受到時(shí)間、天氣條件和地理位置的影響。這些可利用的太陽能數(shù)值被我們所知,被暴曬的太陽能的計(jì)算方法是以每秒多少瓦來計(jì)算的或W/㎡,在南美洲,在一個(gè)明朗的天氣里,下午太陽能暴曬地球大約是1000W/㎡。但是在早上、晚上或者多云的天氣,太陽的位置變化都會(huì)影響太陽的數(shù)值。
小組必須知道什么時(shí)間、什么位置對太陽能汽車是最佳的。
給出了一個(gè)在太陽能汽車?yán)媚芰苛鞯囊话惴椒āT陉柟庀?,太陽能光伏電池板采集陽光,并產(chǎn)生人們通用的電流。這種能量被蓄電池儲(chǔ)存并為以后旅行提供動(dòng)力?;蛘咧苯犹峁┙o發(fā)動(dòng)機(jī)也可以邊開邊蓄電。能量通過發(fā)動(dòng)機(jī)控制器帶動(dòng)車輪運(yùn)動(dòng),推動(dòng)太陽能汽車前進(jìn)。
一般情況下,車子在運(yùn)動(dòng)時(shí),被轉(zhuǎn)換的太陽能光被直接送到發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng),但有時(shí)提供的能量要大于發(fā)動(dòng)機(jī)需求的電力。那么多余的能量就會(huì)被蓄電池儲(chǔ)存以備后用。當(dāng)太陽能陣列不能提供足夠的能量來驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),這時(shí)蓄電池內(nèi)的被儲(chǔ)存的備用能量將會(huì)自動(dòng)補(bǔ)充。當(dāng)然,當(dāng)太陽能汽車不運(yùn)動(dòng)時(shí),所有能量將通過太陽能光伏陣列儲(chǔ)存在蓄電池內(nèi)。這里也有一種方法可以有一些回流的能量來推動(dòng)汽車。當(dāng)太陽能汽車開始減速時(shí),替代通用的機(jī)械制動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)將變成了一個(gè)發(fā)電機(jī),能量流向后通過發(fā)動(dòng)機(jī)控制器反向進(jìn)入蓄電池內(nèi)進(jìn)行儲(chǔ)存。這就是我們所知道的“回授性制動(dòng)裝置”。能量數(shù)值回充到蓄電池中是非常少的,但是卻非常實(shí)用。
發(fā)動(dòng)機(jī)控制器
大多數(shù)太陽能汽車是單座而且對駕駛員來說也很少有樂趣。少數(shù)太陽能汽車也能搭乘一個(gè)乘客。駕駛員和乘客能看到前方但是很不舒適,鐵夾子位置和高的溫度。但是,他們卻得到未來太陽能汽車駕駛的榮譽(yù)。
太陽能汽車在普通汽車?yán)镆灿幸恍?biāo)準(zhǔn)未來將成立,如轉(zhuǎn)向信號(前方和后方)、剎車燈、加速裝置(汽油踏板)、后視鏡、空調(diào)裝置和通用的導(dǎo)航系統(tǒng)……然而,大多數(shù)太陽能汽車沒有一個(gè)茶杯架,我們可以使用一種變相的系統(tǒng)為我們駕駛員或乘客裝水,僅有的收音機(jī),是駕駛員可以通過一兩個(gè)公共頻道與相關(guān)工作人員取得聯(lián)系。當(dāng)然,我們現(xiàn)在利用先進(jìn)的技術(shù)可以讓我們汽車上先進(jìn)的東西都可以安裝到太陽能汽車上。
駕駛員和乘客必須保護(hù)安全,有幾點(diǎn):護(hù)腕安全、頭盔,另外,駕駛汽車時(shí),駕駛員更為重要的職能是注意汽車的系統(tǒng)安全和觀察儀表是否出現(xiàn)的異常問題。在極少數(shù)太陽能汽車?yán)铮丝蜁?huì)幫助處理太陽能汽車系統(tǒng)的問題,太陽能汽車跟普通的汽車具有相似的測量方法。而這些信息主要來源于太陽能汽車系統(tǒng)。
駕駛員/乘客是一個(gè)小組全體成員的希望,對一個(gè)競賽來說,小組所有成員都把目光集中在這輛太陽能汽車上,支持小組為保證太陽能汽車安全正常行駛制訂戰(zhàn)略和提供路況信息給駕駛員是必須的。
電力系統(tǒng)
太陽能汽車的心臟部位就是電力系統(tǒng),它由蓄電池和電能組成,電力系統(tǒng)控制器管理全部電力的供應(yīng)和收集工作。蓄電池組就相當(dāng)于普通汽車的油箱。一個(gè)太陽能汽車使用蓄電池組來儲(chǔ)存電能以便在必要時(shí)使用,太陽能汽車啟動(dòng)裝置控制著蓄電池組,但是當(dāng)太陽能汽車開動(dòng)后,是通過太陽能陣列提供能量,從而再充到蓄電池組內(nèi)。由于重要的原因,大量的蓄電池作為能量被使用是有限的。而且設(shè)備也還要分不同類型蓄電池,在美國太陽能挑戰(zhàn)隊(duì)蓄電池主要有如下幾種:1、鉛酸蓄電池,2、鎳鎘蓄電池,3、鋰電池,4、鋰聚合物電池。
鎳鎘、鎳氫和鋰電池比普通的鉛酸蓄電池遠(yuǎn)遠(yuǎn)提高蓄電能力,重量比普通電池要輕的多。但是他們很少在太陽能汽車中被廣泛使用,主要是維護(hù)起來很小心,并且很昂貴。
電池組是由幾個(gè)獨(dú)立的模塊連接起來,并形成系統(tǒng)所須的電壓。代表性地,我們可以使用的系統(tǒng)電壓在84-108V,依靠它的電力系統(tǒng),有時(shí)我們在太陽能汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)降低系統(tǒng)電壓。
在太陽能汽車?yán)镒罡呒壍慕M件部分就是電力系統(tǒng)。它們包括峰值電力監(jiān)控儀、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。電力系統(tǒng)最基本的功能就是控制和管理整個(gè)系統(tǒng)中的電力。絕大部分我們在安裝電力組件時(shí)去除輔架,雖然我們在安裝時(shí)也有傳統(tǒng)性的組件或者適用我們太陽能汽車的一般性組件。
峰值電力監(jiān)控儀條件電力來源于太陽能光伏陣列,光伏陣列把能量傳遞給另外的蓄電池用于儲(chǔ)存或直接傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī)控制器用于推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)太陽能光伏陣列正在給蓄電池充電的時(shí)候,電池組電力監(jiān)控儀會(huì)保護(hù)蓄電池組因過充而被損壞。電池組電力監(jiān)控儀的號碼數(shù)值隨我們的設(shè)計(jì)而被使用在太陽能汽車?yán)铩7逯惦娏ΡO(jiān)控儀是非常的輕質(zhì)材料構(gòu)成,并且一般效率能達(dá)到95%以上。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器控制發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng),而發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)信號是來自駕駛員的加速裝置。對發(fā)動(dòng)機(jī)控制器電力管理是通過程序來完成的。而這些都在我們討論的范疇。由于發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)需要配備不同型號的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器。當(dāng)然我們也能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理設(shè)計(jì)圖紙來買一臺(tái)控制器,我們都使用多種型號的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器,并且使用的工作效率超過90%。很多太陽能汽車使用精確數(shù)據(jù)檢測系統(tǒng)來管理整個(gè)太陽能汽車的電力系統(tǒng),其中包括,太陽能光伏陣列、蓄電池組、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器和發(fā)動(dòng)機(jī)。在有些時(shí)候,我們需要掌控電池的電壓和電流。從監(jiān)控系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)常常用來指定相關(guān)的應(yīng)對策略,來解決制造太陽能汽車時(shí)出現(xiàn)的問題。這些有駕駛員收集到的數(shù)據(jù)在實(shí)際太陽能汽車中被運(yùn)用(如無線數(shù)據(jù)通訊)
驅(qū)動(dòng)輪
在太陽能汽車?yán)锸褂檬裁搭愋偷陌l(fā)動(dòng)機(jī)沒有限制,一般額定的是2-5HP,大多數(shù)太陽能汽車使用的發(fā)動(dòng)機(jī)是雙線圈交流(DC)無刷機(jī),這種交流(DC)無刷機(jī)是相當(dāng)輕質(zhì)的材料機(jī)器,在額定的RPM(每秒轉(zhuǎn)速)達(dá)到98%的使用效率。但是它們的價(jià)格比普通有刷型交流發(fā)動(dòng)機(jī)要昂貴的多。由于在太陽能汽車?yán)锒帻X輪傳送裝置使用很少,雙線圈性發(fā)動(dòng)機(jī)是常用的傳送動(dòng)力裝置。在雙線圈之間轉(zhuǎn)換改變了發(fā)動(dòng)機(jī)的速度頻率。低速線圈為太陽能車子的啟動(dòng)和減速提供高的“轉(zhuǎn)力距”,而高速線圈則為太陽能汽車運(yùn)行提供高效率和最佳的運(yùn)行效果。類似于我們所說的電力系統(tǒng),大多數(shù)人不愿意購買現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī),但是有些是由于客戶或自己按太陽能車子的要求制造。
在太陽能汽車?yán)镉腥齻€(gè)基本類型的傳動(dòng)力方式的變化:1、單減引導(dǎo)式驅(qū)動(dòng),2、變頻履帶式驅(qū)動(dòng),3、軸式驅(qū)動(dòng)。
以前,一般大多數(shù)使用直接引導(dǎo)式驅(qū)動(dòng)傳送動(dòng)力。發(fā)動(dòng)機(jī)是通過一個(gè)鏈條或一個(gè)履帶同一個(gè)單一的齒輪傳送裝置并與車論連接。如果組件定位準(zhǔn)并小心安裝的話,維護(hù)傳送裝置是很可靠而且容易。當(dāng)整個(gè)設(shè)計(jì)全部完成使用效率應(yīng)超過75%。有很少人使用變頻履帶式驅(qū)動(dòng)傳送動(dòng)力給車論。齒輪比的改變引起發(fā)動(dòng)機(jī)速度的增加。在低速度下引起發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)速率的增大。但仍能保持太陽能汽車以一個(gè)高速度高效率的行駛效果。變頻履帶式發(fā)動(dòng)機(jī)需要精確的安裝和有效精細(xì)的配置。
自1995年以來,當(dāng)有些人使用軸式驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)太陽能汽車時(shí),高速度,舒適的駕駛受到人們的歡迎。一個(gè)軸式發(fā)動(dòng)機(jī)去除了許多外加的傳送設(shè)備。這大大提高了駕駛車輛的效率,縮減了用于驅(qū)動(dòng)車論而需要的能量。軸式驅(qū)動(dòng)使用低轉(zhuǎn)速原因是齒輪傳動(dòng)裝置的減少,這樣會(huì)輕微的降低它的效率。但是它們?nèi)阅軌蜻_(dá)到95%的高效率運(yùn)行。
機(jī)械系統(tǒng)
太陽能汽車中機(jī)械系統(tǒng)在概念里是很簡單的,但是我們在設(shè)計(jì)中,應(yīng)盡量減少摩擦力和重量,根據(jù)不同的路況來設(shè)計(jì)需要的強(qiáng)度。輕質(zhì)金屬如鋁合金和合成金屬是常用的,使重量和強(qiáng)度達(dá)到最大程度。針對重量和強(qiáng)度的比例從而制造高效率的組件。機(jī)械系統(tǒng)包括剎車制動(dòng)、方向盤和輪胎等。美國太陽能挑戰(zhàn)賽規(guī)則設(shè)定最低標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)械組件必須是可見的,但是也有些太陽能汽車在設(shè)計(jì)中沒有任何的標(biāo)準(zhǔn)。
典型的太陽能汽車一般有3個(gè)或4個(gè)車輪(ASC規(guī)則規(guī)定必須至少有三個(gè)),一般三個(gè)車輪的配置是兩個(gè)前輪和一個(gè)后輪(通常是驅(qū)動(dòng)輪)。四個(gè)輪子的太陽能汽車一般跟普通的機(jī)動(dòng)車是一樣(其中后面一個(gè)輪子是驅(qū)動(dòng)輪)。另外四輪太陽能汽車的兩個(gè)后輪并排靠近中央位置(類似于普通三輪機(jī)動(dòng)車的配置)。
太陽能汽車中有多檔位制動(dòng)被安裝。太陽能車子之間由于在實(shí)際中車身與底盤的不同而各異。在太陽能汽車?yán)锎蟛糠质褂们爸苿?dòng)檔位閘的比較普遍。而且有兩個(gè)A手掛檔設(shè)置,這與普通的機(jī)動(dòng)車很相似。具有代表性的,后退制動(dòng)檔類似于在摩托車的前面使用而此時(shí)用在后面。我們設(shè)計(jì)這些掛檔足見是有利于太陽能汽車自由的移動(dòng)和滑行從而達(dá)到最佳的效果。當(dāng)然,這樣設(shè)計(jì)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,從而便于組合與維護(hù)。
在整個(gè)行駛中太陽能汽車的安全是重中之重,太陽能汽車必須有高效的剎車性能并符合標(biāo)準(zhǔn),這是每一輛太陽能汽車所必須具備的,一般有兩個(gè)獨(dú)立的剎車系統(tǒng)。在太陽能汽車中圓盤剎車是普遍采用的一種。因?yàn)樗鼈兒苓m合,并有很好的制動(dòng)力,有些愛好者使用機(jī)械型剎車,利用的是水力學(xué)的原理。機(jī)械剎車比水力性剎車要小而且輕,但是不需提供如此多的剎車阻力而是需要相互協(xié)調(diào)。為了達(dá)到最好的效果,剎車被設(shè)計(jì)成通過剎車操作桿自由移動(dòng),從而使剎車墊摩擦剎車表面進(jìn)行剎車。
在太陽能汽車的駕駛系統(tǒng),像駕駛員制動(dòng)系統(tǒng)變化是很大的。我們必須制造一個(gè)弧型半徑,按要求用特殊方式使用。但是設(shè)計(jì)必須是很自由活潑的。專業(yè)設(shè)計(jì)的理念應(yīng)是保證駕駛的可靠性和安全高效。駕駛系統(tǒng)必須經(jīng)過精確的駕駛測試才能設(shè)計(jì)。因?yàn)槿魏渭?xì)微的失誤都可能導(dǎo)致無法估量的后果,進(jìn)而造成輪胎爆裂。在過去的比賽中,由于自行車車輪和車胎重量輕而且很小的摩擦力,經(jīng)常被使用到太陽能汽車上(滾動(dòng)摩擦力?。.?dāng)支撐起整個(gè)太陽能汽車時(shí)這些車輪和車胎就出現(xiàn)超重情況了。從而影響太陽能汽車的駕駛和安全性能。ASC規(guī)則中明確規(guī)定不準(zhǔn)出現(xiàn)太陽能汽車車輪和車胎出現(xiàn)超載現(xiàn)象。幸運(yùn)的是,現(xiàn)在流行的太陽能汽車競賽敦促一些輪胎生產(chǎn)廠家制造符合太陽能汽車的輪胎。我們使用先進(jìn)的輪胎,重量輕、摩擦力強(qiáng),從而提高了太陽能汽車的安全和使用效能。
航行——拉力是什么
航行工程師對物體周圍的空氣流進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)了一個(gè)方法。一個(gè)航行的物體的研究得出在設(shè)計(jì)車身的外形時(shí)一定要盡量的使空氣的阻力達(dá)到最小。空氣釋放出的阻力從而阻止物體移動(dòng)通過。空氣阻力影響了物體的外形。
空氣阻力產(chǎn)生了一個(gè)航行的拉力。如果一個(gè)物體是流線的,空氣在它的周圍平滑的流動(dòng)并且產(chǎn)生的拉力很少,因此這樣需要很小的能量就能移動(dòng)物體。這樣設(shè)計(jì)中就必須考慮“航流”。當(dāng)一個(gè)物體產(chǎn)生很小的空氣流時(shí),需要更多的能量來推動(dòng)他向前移動(dòng)。
我們的目標(biāo)就是設(shè)計(jì)太陽能汽車時(shí)它具有最小的航行拉力。但仍能保持太陽能陳列有一個(gè)平滑的表面,并為駕駛員和組件提供足夠舒適的空間。在一至兩天的時(shí)間測試運(yùn)動(dòng)形狀的工作就能完成。首先是建造一個(gè)平滑的模型用來測試。在風(fēng)道里檢測太陽能汽車通過空氣流的過程。第二,就是使用一個(gè)強(qiáng)大的計(jì)算程序?qū)諝饬鞯哪M試驗(yàn)用計(jì)算機(jī)來控制模型汽車。
深紫色區(qū)域標(biāo)明動(dòng)力空氣但是它是向下流動(dòng),紅色區(qū)域高的動(dòng)力空氣向上部流動(dòng)。對分離流大家都很清楚,太太陽能汽車后車輪有一點(diǎn)動(dòng)力流出現(xiàn)。
蓄電池
我們生活在一個(gè)電池能量的世界,從高爾夫兩輪運(yùn)貨車到電視設(shè)備。我們生活中對電力的需求是有限的但它卻是我們的生活必需品。太陽能汽車通過太陽能光伏組件給蓄電池充電(一般可以從早上到下午一整天的時(shí)間)。高效的電力經(jīng)太陽能汽車陣列通過蓄電池儲(chǔ)存幫助我們獲得最大的能量。常州作為生產(chǎn)制造基地,蓄電池的成熟程度已經(jīng)具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模,而且隨著常州電動(dòng)車市場的逐漸成熟,帶動(dòng)蓄電池廠家研發(fā)力度。為我們太陽能汽車的蓄電池提供可靠的保證。
蓄電池是一種最輕便的電力資源。由一個(gè)及多個(gè)太陽能光伏電板串聯(lián)起來,使轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲(chǔ)存電力。按照同樣的方式將所有光伏電板連起來,在兩個(gè)光伏電池板之間流動(dòng)的電流叫電極,電極通常是不同的材料,電極被分為含有電磁的材料,這種物質(zhì)引導(dǎo)離子運(yùn)動(dòng),當(dāng)兩個(gè)電極通過一個(gè)長的導(dǎo)線連接起來時(shí),一個(gè)環(huán)行的電路就形成了。
化學(xué)物質(zhì)將化學(xué)能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋;瘜W(xué)物質(zhì)通過反應(yīng)轉(zhuǎn)化成電能。這種反應(yīng)就是通過原子的移動(dòng)走向另一端引起電子的運(yùn)動(dòng),在這時(shí)化學(xué)反應(yīng)就自己產(chǎn)生。電極兩端就形成了電壓。電壓端是通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的。在電解液內(nèi),反應(yīng)產(chǎn)生了電流從陽極流出通過電線從陽極穿過。這樣通過電線形成電壓,也就是充電。當(dāng)所有的化學(xué)能量都被使用后,電壓就降至到零。在有電壓的情況下,如果化學(xué)反應(yīng)在反向運(yùn)行,那就開始充電了。
太陽能汽車的電池組電壓必須達(dá)到電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的電壓。組合起來的電池組就形成了一個(gè)“電池包”,通過額外的能量使其達(dá)到最高峰值。當(dāng)太陽被云層遮蓋時(shí)就為太陽能車子提供電力。電池組通過光伏陣列補(bǔ)充能量。最初的蓄電池使用完后就隨便給丟掉了,它們被用在手電筒、照相機(jī)、手提收音機(jī)和玩具等上面。第二種蓄電池就是可以重復(fù)充電的蓄電池,這就是我們經(jīng)常說的“可充蓄電池”。在機(jī)動(dòng)車上使用最多的是鉛酸蓄電池,鉛酸蓄電池是很便宜的。相對安全而且可以重復(fù)利用。但是鎳鎘蓄電池現(xiàn)在或不久的時(shí)間將被大量的應(yīng)用。在相同的重量情況下鎳鎘蓄電池是鉛酸蓄電池的兩倍效率,另外一種蓄電池能夠提供強(qiáng)勁能量的就是鋰電池,在今后蓄電池的儲(chǔ)存能力將會(huì)更高。
綜上所述,太陽能汽車在制造過程中并不復(fù)雜,如果有相關(guān)的企業(yè)和單位投入更高的熱情和對未來充滿信心,誰占領(lǐng)這片先機(jī)市場則誰就是這個(gè)市場的領(lǐng)頭羊,他將帶來的是一個(gè)產(chǎn)業(yè),形成的是未來王國。
太陽能汽車上的太陽能電池板的有效面積為8平方米,太陽光照射到電池板每平方米電池上的輻射功率為1千瓦,在晴天,電池對太陽時(shí)產(chǎn)生的電壓為120伏,并對車上的電動(dòng)機(jī)提供10安的電流
求太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率為多少
120*10/8*1000=15%
如果這輛汽車的電動(dòng)機(jī)將電能最終轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為75%,當(dāng)汽車受到的牽引力為150牛并在水平面上勻速行駛時(shí),汽車的行駛速度為多大
120*10*75%=900瓦
900/150=6米/
設(shè)計(jì)并制造一輛太陽能汽車可能需要花費(fèi)兩年以上的時(shí)間,這是一個(gè)非常龐大的項(xiàng)目工程。為了能夠成功的投入使用,每一工作組隊(duì)員都必須列一個(gè)工作計(jì)劃。這個(gè)計(jì)劃將隨著項(xiàng)目的發(fā)展而不斷變化。但是,它能夠提供一個(gè)穩(wěn)定的路線,那就是最終保持項(xiàng)目的順利前進(jìn)并達(dá)到最終的目標(biāo)。計(jì)劃開始是一個(gè)時(shí)間圖表,它被用來制訂項(xiàng)目的輪廓,從而決定花費(fèi)的時(shí)間、資金以及各個(gè)階段設(shè)計(jì)的步驟和設(shè)計(jì)流程。
有一個(gè)很奇怪的現(xiàn)象,從一開始到結(jié)束有一個(gè)共同的地方就是一個(gè)計(jì)劃是對整個(gè)項(xiàng)目的成功是非常重要的。這里包括調(diào)整目標(biāo)和客觀情況。實(shí)施項(xiàng)目之前小組開始設(shè)計(jì),我們必須能知道我們想在什么地方什么時(shí)間進(jìn)行。圖紙被用到最終的太陽能汽車上面會(huì)受到目標(biāo)和項(xiàng)目客觀因素的影響。使用“頭腦風(fēng)暴”法能夠引發(fā)很多點(diǎn)子。若干個(gè)最初的設(shè)計(jì)可以被考慮,在命令設(shè)計(jì)相關(guān)系統(tǒng)之前首先共同的目標(biāo)就是汽車的形狀。初始的設(shè)計(jì)會(huì)隨著汽車底盤設(shè)計(jì)、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)和太陽能光伏陣列設(shè)計(jì)而發(fā)展。設(shè)計(jì)圖稿通過展示決定對未來的調(diào)查,以至于最后的圖案被確定時(shí)才能去除。這里需要考慮如下方面的影響因素。如:1、成本,2、效能,3、制造的可能性,4、順應(yīng)規(guī)則,5、系統(tǒng)的適應(yīng)性,6、時(shí)間的緊迫性,7、重量負(fù)荷。
這是從事這個(gè)項(xiàng)目,小組必須考慮到工廠和其他的重要因素。
難得有一個(gè)設(shè)計(jì)能適應(yīng)所有的區(qū)域。如,用一個(gè)車軸發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)比一個(gè)簡單的減少傳遞要高效的多,也重要的多。但是花費(fèi)也頗為昂貴。項(xiàng)目組必須具有對最佳替換物具有決策權(quán)。接下來的步驟就是對項(xiàng)目程序最佳化,并精選出最初的設(shè)計(jì)方案。這里有一個(gè)替代的過程,利用現(xiàn)代先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)程序進(jìn)行科學(xué)的分析。例如:一個(gè)組合性的太陽能汽車底盤需要分析使用時(shí)的壓力,或者車體的外觀需要一個(gè)建模的程序進(jìn)行分析。比如,VSAERO,難的部分即使如何選擇最終的設(shè)計(jì)方案。這就是說項(xiàng)目計(jì)劃對一個(gè)項(xiàng)目的成功是如此的重要。
在建造一輛太陽能汽車中,設(shè)計(jì)幾個(gè)系統(tǒng)的開始仍然是圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段,在開始設(shè)計(jì)階段整個(gè)過程是艱辛的。解決一個(gè)個(gè)可能出現(xiàn)的問題是對一個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有非常大的影響。接近最后的建造階段,測試階段開始。在合成系統(tǒng)之前測試單個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行情況,最后對整輛太陽能汽車拼裝;但是這還沒有完成,這里還需要若干的時(shí)間或周期對其性能進(jìn)行檢測。雖然在圖紙中感覺所有問題都迎刃而解,但我們?nèi)砸M(jìn)行相應(yīng)的測試。當(dāng)所有系統(tǒng)拼裝完畢,再次對太陽能汽車進(jìn)行測試。
最后,經(jīng)過幾個(gè)月的艱辛工作和時(shí)間的洗禮,每個(gè)人都對此心中有數(shù)。推出一輛太陽能汽車的時(shí)刻才真正來臨,你就可以做穿越地域的旅行了。
太陽的能量整天都照向地球。然而,能量數(shù)的變化受到時(shí)間、天氣條件和地理位置的影響。這些可利用的太陽能數(shù)值被我們所知,被暴曬的太陽能的計(jì)算方法是以每秒多少瓦來計(jì)算的或W/㎡,在南美洲,在一個(gè)明朗的天氣里,下午太陽能暴曬地球大約是1000W/㎡。但是在早上、晚上或者多云的天氣,太陽的位置變化都會(huì)影響太陽的數(shù)值。
小組必須知道什么時(shí)間、什么位置對太陽能汽車是最佳的。
給出了一個(gè)在太陽能汽車?yán)媚芰苛鞯囊话惴椒āT陉柟庀?,太陽能光伏電池板采集陽光,并產(chǎn)生人們通用的電流。這種能量被蓄電池儲(chǔ)存并為以后旅行提供動(dòng)力?;蛘咧苯犹峁┙o發(fā)動(dòng)機(jī)也可以邊開邊蓄電。能量通過發(fā)動(dòng)機(jī)控制器帶動(dòng)車輪運(yùn)動(dòng),推動(dòng)太陽能汽車前進(jìn)。
一般情況下,車子在運(yùn)動(dòng)時(shí),被轉(zhuǎn)換的太陽能光被直接送到發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng),但有時(shí)提供的能量要大于發(fā)動(dòng)機(jī)需求的電力。那么多余的能量就會(huì)被蓄電池儲(chǔ)存以備后用。當(dāng)太陽能陣列不能提供足夠的能量來驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),這時(shí)蓄電池內(nèi)的被儲(chǔ)存的備用能量將會(huì)自動(dòng)補(bǔ)充。當(dāng)然,當(dāng)太陽能汽車不運(yùn)動(dòng)時(shí),所有能量將通過太陽能光伏陣列儲(chǔ)存在蓄電池內(nèi)。這里也有一種方法可以有一些回流的能量來推動(dòng)汽車。當(dāng)太陽能汽車開始減速時(shí),替代通用的機(jī)械制動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)將變成了一個(gè)發(fā)電機(jī),能量流向后通過發(fā)動(dòng)機(jī)控制器反向進(jìn)入蓄電池內(nèi)進(jìn)行儲(chǔ)存。這就是我們所知道的“回授性制動(dòng)裝置”。能量數(shù)值回充到蓄電池中是非常少的,但是卻非常實(shí)用。
發(fā)動(dòng)機(jī)控制器
大多數(shù)太陽能汽車是單座而且對駕駛員來說也很少有樂趣。少數(shù)太陽能汽車也能搭乘一個(gè)乘客。駕駛員和乘客能看到前方但是很不舒適,鐵夾子位置和高的溫度。但是,他們卻得到未來太陽能汽車駕駛的榮譽(yù)。
太陽能汽車在普通汽車?yán)镆灿幸恍?biāo)準(zhǔn)未來將成立,如轉(zhuǎn)向信號(前方和后方)、剎車燈、加速裝置(汽油踏板)、后視鏡、空調(diào)裝置和通用的導(dǎo)航系統(tǒng)……然而,大多數(shù)太陽能汽車沒有一個(gè)茶杯架,我們可以使用一種變相的系統(tǒng)為我們駕駛員或乘客裝水,僅有的收音機(jī),是駕駛員可以通過一兩個(gè)公共頻道與相關(guān)工作人員取得聯(lián)系。當(dāng)然,我們現(xiàn)在利用先進(jìn)的技術(shù)可以讓我們汽車上先進(jìn)的東西都可以安裝到太陽能汽車上。
駕駛員和乘客必須保護(hù)安全,有幾點(diǎn):護(hù)腕安全、頭盔,另外,駕駛汽車時(shí),駕駛員更為重要的職能是注意汽車的系統(tǒng)安全和觀察儀表是否出現(xiàn)的異常問題。在極少數(shù)太陽能汽車?yán)铮丝蜁?huì)幫助處理太陽能汽車系統(tǒng)的問題,太陽能汽車跟普通的汽車具有相似的測量方法。而這些信息主要來源于太陽能汽車系統(tǒng)。
駕駛員/乘客是一個(gè)小組全體成員的希望,對一個(gè)競賽來說,小組所有成員都把目光集中在這輛太陽能汽車上,支持小組為保證太陽能汽車安全正常行駛制訂戰(zhàn)略和提供路況信息給駕駛員是必須的。
電力系統(tǒng)
太陽能汽車的心臟部位就是電力系統(tǒng),它由蓄電池和電能組成,電力系統(tǒng)控制器管理全部電力的供應(yīng)和收集工作。蓄電池組就相當(dāng)于普通汽車的油箱。一個(gè)太陽能汽車使用蓄電池組來儲(chǔ)存電能以便在必要時(shí)使用,太陽能汽車啟動(dòng)裝置控制著蓄電池組,但是當(dāng)太陽能汽車開動(dòng)后,是通過太陽能陣列提供能量,從而再充到蓄電池組內(nèi)。由于重要的原因,大量的蓄電池作為能量被使用是有限的。而且設(shè)備也還要分不同類型蓄電池,在美國太陽能挑戰(zhàn)隊(duì)蓄電池主要有如下幾種:1、鉛酸蓄電池,2、鎳鎘蓄電池,3、鋰電池,4、鋰聚合物電池。
鎳鎘、鎳氫和鋰電池比普通的鉛酸蓄電池遠(yuǎn)遠(yuǎn)提高蓄電能力,重量比普通電池要輕的多。但是他們很少在太陽能汽車中被廣泛使用,主要是維護(hù)起來很小心,并且很昂貴。
電池組是由幾個(gè)獨(dú)立的模塊連接起來,并形成系統(tǒng)所須的電壓。代表性地,我們可以使用的系統(tǒng)電壓在84-108V,依靠它的電力系統(tǒng),有時(shí)我們在太陽能汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)降低系統(tǒng)電壓。
在太陽能汽車?yán)镒罡呒壍慕M件部分就是電力系統(tǒng)。它們包括峰值電力監(jiān)控儀、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。電力系統(tǒng)最基本的功能就是控制和管理整個(gè)系統(tǒng)中的電力。絕大部分我們在安裝電力組件時(shí)去除輔架,雖然我們在安裝時(shí)也有傳統(tǒng)性的組件或者適用我們太陽能汽車的一般性組件。
峰值電力監(jiān)控儀條件電力來源于太陽能光伏陣列,光伏陣列把能量傳遞給另外的蓄電池用于儲(chǔ)存或直接傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī)控制器用于推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)太陽能光伏陣列正在給蓄電池充電的時(shí)候,電池組電力監(jiān)控儀會(huì)保護(hù)蓄電池組因過充而被損壞。電池組電力監(jiān)控儀的號碼數(shù)值隨我們的設(shè)計(jì)而被使用在太陽能汽車?yán)铩7逯惦娏ΡO(jiān)控儀是非常的輕質(zhì)材料構(gòu)成,并且一般效率能達(dá)到95%以上。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器控制發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng),而發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)信號是來自駕駛員的加速裝置。對發(fā)動(dòng)機(jī)控制器電力管理是通過程序來完成的。而這些都在我們討論的范疇。由于發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)需要配備不同型號的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器。當(dāng)然我們也能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理設(shè)計(jì)圖紙來買一臺(tái)控制器,我們都使用多種型號的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器,并且使用的工作效率超過90%。很多太陽能汽車使用精確數(shù)據(jù)檢測系統(tǒng)來管理整個(gè)太陽能汽車的電力系統(tǒng),其中包括,太陽能光伏陣列、蓄電池組、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器和發(fā)動(dòng)機(jī)。在有些時(shí)候,我們需要掌控電池的電壓和電流。從監(jiān)控系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)常常用來指定相關(guān)的應(yīng)對策略,來解決制造太陽能汽車時(shí)出現(xiàn)的問題。這些有駕駛員收集到的數(shù)據(jù)在實(shí)際太陽能汽車中被運(yùn)用(如無線數(shù)據(jù)通訊)
驅(qū)動(dòng)輪
在太陽能汽車?yán)锸褂檬裁搭愋偷陌l(fā)動(dòng)機(jī)沒有限制,一般額定的是2-5HP,大多數(shù)太陽能汽車使用的發(fā)動(dòng)機(jī)是雙線圈交流(DC)無刷機(jī),這種交流(DC)無刷機(jī)是相當(dāng)輕質(zhì)的材料機(jī)器,在額定的RPM(每秒轉(zhuǎn)速)達(dá)到98%的使用效率。但是它們的價(jià)格比普通有刷型交流發(fā)動(dòng)機(jī)要昂貴的多。由于在太陽能汽車?yán)锒帻X輪傳送裝置使用很少,雙線圈性發(fā)動(dòng)機(jī)是常用的傳送動(dòng)力裝置。在雙線圈之間轉(zhuǎn)換改變了發(fā)動(dòng)機(jī)的速度頻率。低速線圈為太陽能車子的啟動(dòng)和減速提供高的“轉(zhuǎn)力距”,而高速線圈則為太陽能汽車運(yùn)行提供高效率和最佳的運(yùn)行效果。類似于我們所說的電力系統(tǒng),大多數(shù)人不愿意購買現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī),但是有些是由于客戶或自己按太陽能車子的要求制造。
在太陽能汽車?yán)镉腥齻€(gè)基本類型的傳動(dòng)力方式的變化:1、單減引導(dǎo)式驅(qū)動(dòng),2、變頻履帶式驅(qū)動(dòng),3、軸式驅(qū)動(dòng)。
以前,一般大多數(shù)使用直接引導(dǎo)式驅(qū)動(dòng)傳送動(dòng)力。發(fā)動(dòng)機(jī)是通過一個(gè)鏈條或一個(gè)履帶同一個(gè)單一的齒輪傳送裝置并與車論連接。如果組件定位準(zhǔn)并小心安裝的話,維護(hù)傳送裝置是很可靠而且容易。當(dāng)整個(gè)設(shè)計(jì)全部完成使用效率應(yīng)超過75%。有很少人使用變頻履帶式驅(qū)動(dòng)傳送動(dòng)力給車論。齒輪比的改變引起發(fā)動(dòng)機(jī)速度的增加。在低速度下引起發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)速率的增大。但仍能保持太陽能汽車以一個(gè)高速度高效率的行駛效果。變頻履帶式發(fā)動(dòng)機(jī)需要精確的安裝和有效精細(xì)的配置。
自1995年以來,當(dāng)有些人使用軸式驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)太陽能汽車時(shí),高速度,舒適的駕駛受到人們的歡迎。一個(gè)軸式發(fā)動(dòng)機(jī)去除了許多外加的傳送設(shè)備。這大大提高了駕駛車輛的效率,縮減了用于驅(qū)動(dòng)車論而需要的能量。軸式驅(qū)動(dòng)使用低轉(zhuǎn)速原因是齒輪傳動(dòng)裝置的減少,這樣會(huì)輕微的降低它的效率。但是它們?nèi)阅軌蜻_(dá)到95%的高效率運(yùn)行。
機(jī)械系統(tǒng)
太陽能汽車中機(jī)械系統(tǒng)在概念里是很簡單的,但是我們在設(shè)計(jì)中,應(yīng)盡量減少摩擦力和重量,根據(jù)不同的路況來設(shè)計(jì)需要的強(qiáng)度。輕質(zhì)金屬如鋁合金和合成金屬是常用的,使重量和強(qiáng)度達(dá)到最大程度。針對重量和強(qiáng)度的比例從而制造高效率的組件。機(jī)械系統(tǒng)包括剎車制動(dòng)、方向盤和輪胎等。美國太陽能挑戰(zhàn)賽規(guī)則設(shè)定最低標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)械組件必須是可見的,但是也有些太陽能汽車在設(shè)計(jì)中沒有任何的標(biāo)準(zhǔn)。
典型的太陽能汽車一般有3個(gè)或4個(gè)車輪(ASC規(guī)則規(guī)定必須至少有三個(gè)),一般三個(gè)車輪的配置是兩個(gè)前輪和一個(gè)后輪(通常是驅(qū)動(dòng)輪)。四個(gè)輪子的太陽能汽車一般跟普通的機(jī)動(dòng)車是一樣(其中后面一個(gè)輪子是驅(qū)動(dòng)輪)。另外四輪太陽能汽車的兩個(gè)后輪并排靠近中央位置(類似于普通三輪機(jī)動(dòng)車的配置)。
太陽能汽車中有多檔位制動(dòng)被安裝。太陽能車子之間由于在實(shí)際中車身與底盤的不同而各異。在太陽能汽車?yán)锎蟛糠质褂们爸苿?dòng)檔位閘的比較普遍。而且有兩個(gè)A手掛檔設(shè)置,這與普通的機(jī)動(dòng)車很相似。具有代表性的,后退制動(dòng)檔類似于在摩托車的前面使用而此時(shí)用在后面。我們設(shè)計(jì)這些掛檔足見是有利于太陽能汽車自由的移動(dòng)和滑行從而達(dá)到最佳的效果。當(dāng)然,這樣設(shè)計(jì)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,從而便于組合與維護(hù)。
在整個(gè)行駛中太陽能汽車的安全是重中之重,太陽能汽車必須有高效的剎車性能并符合標(biāo)準(zhǔn),這是每一輛太陽能汽車所必須具備的,一般有兩個(gè)獨(dú)立的剎車系統(tǒng)。在太陽能汽車中圓盤剎車是普遍采用的一種。因?yàn)樗鼈兒苓m合,并有很好的制動(dòng)力,有些愛好者使用機(jī)械型剎車,利用的是水力學(xué)的原理。機(jī)械剎車比水力性剎車要小而且輕,但是不需提供如此多的剎車阻力而是需要相互協(xié)調(diào)。為了達(dá)到最好的效果,剎車被設(shè)計(jì)成通過剎車操作桿自由移動(dòng),從而使剎車墊摩擦剎車表面進(jìn)行剎車。
在太陽能汽車的駕駛系統(tǒng),像駕駛員制動(dòng)系統(tǒng)變化是很大的。我們必須制造一個(gè)弧型半徑,按要求用特殊方式使用。但是設(shè)計(jì)必須是很自由活潑的。專業(yè)設(shè)計(jì)的理念應(yīng)是保證駕駛的可靠性和安全高效。駕駛系統(tǒng)必須經(jīng)過精確的駕駛測試才能設(shè)計(jì)。因?yàn)槿魏渭?xì)微的失誤都可能導(dǎo)致無法估量的后果,進(jìn)而造成輪胎爆裂。在過去的比賽中,由于自行車車輪和車胎重量輕而且很小的摩擦力,經(jīng)常被使用到太陽能汽車上(滾動(dòng)摩擦力?。.?dāng)支撐起整個(gè)太陽能汽車時(shí)這些車輪和車胎就出現(xiàn)超重情況了。從而影響太陽能汽車的駕駛和安全性能。ASC規(guī)則中明確規(guī)定不準(zhǔn)出現(xiàn)太陽能汽車車輪和車胎出現(xiàn)超載現(xiàn)象。幸運(yùn)的是,現(xiàn)在流行的太陽能汽車競賽敦促一些輪胎生產(chǎn)廠家制造符合太陽能汽車的輪胎。我們使用先進(jìn)的輪胎,重量輕、摩擦力強(qiáng),從而提高了太陽能汽車的安全和使用效能。
航行——拉力是什么
航行工程師對物體周圍的空氣流進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)了一個(gè)方法。一個(gè)航行的物體的研究得出在設(shè)計(jì)車身的外形時(shí)一定要盡量的使空氣的阻力達(dá)到最小。空氣釋放出的阻力從而阻止物體移動(dòng)通過。空氣阻力影響了物體的外形。
空氣阻力產(chǎn)生了一個(gè)航行的拉力。如果一個(gè)物體是流線的,空氣在它的周圍平滑的流動(dòng)并且產(chǎn)生的拉力很少,因此這樣需要很小的能量就能移動(dòng)物體。這樣設(shè)計(jì)中就必須考慮“航流”。當(dāng)一個(gè)物體產(chǎn)生很小的空氣流時(shí),需要更多的能量來推動(dòng)他向前移動(dòng)。
我們的目標(biāo)就是設(shè)計(jì)太陽能汽車時(shí)它具有最小的航行拉力。但仍能保持太陽能陳列有一個(gè)平滑的表面,并為駕駛員和組件提供足夠舒適的空間。在一至兩天的時(shí)間測試運(yùn)動(dòng)形狀的工作就能完成。首先是建造一個(gè)平滑的模型用來測試。在風(fēng)道里檢測太陽能汽車通過空氣流的過程。第二,就是使用一個(gè)強(qiáng)大的計(jì)算程序?qū)諝饬鞯哪M試驗(yàn)用計(jì)算機(jī)來控制模型汽車。
深紫色區(qū)域標(biāo)明動(dòng)力空氣但是它是向下流動(dòng),紅色區(qū)域高的動(dòng)力空氣向上部流動(dòng)。對分離流大家都很清楚,太太陽能汽車后車輪有一點(diǎn)動(dòng)力流出現(xiàn)。
蓄電池
我們生活在一個(gè)電池能量的世界,從高爾夫兩輪運(yùn)貨車到電視設(shè)備。我們生活中對電力的需求是有限的但它卻是我們的生活必需品。太陽能汽車通過太陽能光伏組件給蓄電池充電(一般可以從早上到下午一整天的時(shí)間)。高效的電力經(jīng)太陽能汽車陣列通過蓄電池儲(chǔ)存幫助我們獲得最大的能量。常州作為生產(chǎn)制造基地,蓄電池的成熟程度已經(jīng)具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模,而且隨著常州電動(dòng)車市場的逐漸成熟,帶動(dòng)蓄電池廠家研發(fā)力度。為我們太陽能汽車的蓄電池提供可靠的保證。
蓄電池是一種最輕便的電力資源。由一個(gè)及多個(gè)太陽能光伏電板串聯(lián)起來,使轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲(chǔ)存電力。按照同樣的方式將所有光伏電板連起來,在兩個(gè)光伏電池板之間流動(dòng)的電流叫電極,電極通常是不同的材料,電極被分為含有電磁的材料,這種物質(zhì)引導(dǎo)離子運(yùn)動(dòng),當(dāng)兩個(gè)電極通過一個(gè)長的導(dǎo)線連接起來時(shí),一個(gè)環(huán)行的電路就形成了。
化學(xué)物質(zhì)將化學(xué)能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋;瘜W(xué)物質(zhì)通過反應(yīng)轉(zhuǎn)化成電能。這種反應(yīng)就是通過原子的移動(dòng)走向另一端引起電子的運(yùn)動(dòng),在這時(shí)化學(xué)反應(yīng)就自己產(chǎn)生。電極兩端就形成了電壓。電壓端是通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的。在電解液內(nèi),反應(yīng)產(chǎn)生了電流從陽極流出通過電線從陽極穿過。這樣通過電線形成電壓,也就是充電。當(dāng)所有的化學(xué)能量都被使用后,電壓就降至到零。在有電壓的情況下,如果化學(xué)反應(yīng)在反向運(yùn)行,那就開始充電了。
太陽能汽車的電池組電壓必須達(dá)到電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的電壓。組合起來的電池組就形成了一個(gè)“電池包”,通過額外的能量使其達(dá)到最高峰值。當(dāng)太陽被云層遮蓋時(shí)就為太陽能車子提供電力。電池組通過光伏陣列補(bǔ)充能量。最初的蓄電池使用完后就隨便給丟掉了,它們被用在手電筒、照相機(jī)、手提收音機(jī)和玩具等上面。第二種蓄電池就是可以重復(fù)充電的蓄電池,這就是我們經(jīng)常說的“可充蓄電池”。在機(jī)動(dòng)車上使用最多的是鉛酸蓄電池,鉛酸蓄電池是很便宜的。相對安全而且可以重復(fù)利用。但是鎳鎘蓄電池現(xiàn)在或不久的時(shí)間將被大量的應(yīng)用。在相同的重量情況下鎳鎘蓄電池是鉛酸蓄電池的兩倍效率,另外一種蓄電池能夠提供強(qiáng)勁能量的就是鋰電池,在今后蓄電池的儲(chǔ)存能力將會(huì)更高。
綜上所述,太陽能汽車在制造過程中并不復(fù)雜,如果有相關(guān)的企業(yè)和單位投入更高的熱情和對未來充滿信心,誰占領(lǐng)這片先機(jī)市場則誰就是這個(gè)市場的領(lǐng)頭羊,他將帶來的是一個(gè)產(chǎn)業(yè),形成的是未來王國。
太陽能汽車上的太陽能電池板的有效面積為8平方米,太陽光照射到電池板每平方米電池上的輻射功率為1千瓦,在晴天,電池對太陽時(shí)產(chǎn)生的電壓為120伏,并對車上的電動(dòng)機(jī)提供10安的電流
求太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率為多少
120*10/8*1000=15%
如果這輛汽車的電動(dòng)機(jī)將電能最終轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為75%,當(dāng)汽車受到的牽引力為150牛并在水平面上勻速行駛時(shí),汽車的行駛速度為多大
120*10*75%=900瓦
900/150=6米/
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