【導(dǎo)讀】性等優(yōu)點，在長期的能源戰(zhàn)略中具有重要地位。太陽能電池與電動汽車的有機結(jié)。本文概述了太陽能電池的現(xiàn)狀，介紹了電動汽車中電池的發(fā)展，重點闡。述了太陽能電池在電動汽車上的應(yīng)用，并對太陽能汽車的前景進行了展望。但由于世界能源資源產(chǎn)地與能源消費。境污染加重和環(huán)保壓力加大。加重了人們對能源危機的擔心，促使我們更加關(guān)注世界能源的供需現(xiàn)狀和趨勢。就汽車能源而論，用的燃料是汽油和柴油等，它們都是從石油中提煉出來的?？茖W(xué)家們預(yù)計，目前世界上已探明的石油儲量將于2020年左右被采盡。車將會出現(xiàn)挨受“饑餓”的危險，人類將面臨著能源的挑戰(zhàn)。把石油作為燃料燒掉了，不但十分可惜，而且還污染了。解決這個難題的唯一可行辦法，就是加緊開發(fā)新能源。電能；太陽能熱水器，利用太陽光的熱量加熱水，并利用熱水發(fā)電等。點決定了其在能源更替中的不可取代的地位。無論是家庭還是企業(yè)，都能處處接。太陽能屬于清潔能源，綠色環(huán)保，取之不盡。

　　

【正文】 車的電路系統(tǒng)： 一輛太陽能汽車的核心是由電池和動力電子組成的電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)控制和管理進入和退出系統(tǒng)的全部動力。蓄電池在一輛傳統(tǒng)汽車里相當于一個油箱。一輛太陽能汽車使用蓄電池儲存電能，在以后的某一時間將被作為能量來使用。太陽能汽車使用充滿電的蓄電池啟動，但是在汽 車發(fā)動之后，只有太陽能電池產(chǎn)生的能量能用來給蓄電池再充電。太陽能汽車使用的蓄電池的最大數(shù)量被每種類型電池的重量所限制，一般使用的電池類電池組由導(dǎo)線連接的幾個個別的模件組成，產(chǎn)生要求的系統(tǒng)電壓。 （ 2）太陽能汽車的車身和底盤： 太陽能汽車的最特別的部分是車身。設(shè)計車身時要求空氣動力學(xué)的阻力減到最小，對太陽能吸收的面積最大化，質(zhì)量最小化和安全最大化。在什么樣的車身形狀和尺寸最有效率方面有很多理論，但需要經(jīng)過大量模擬和測試來發(fā)現(xiàn)最佳形狀。一種形狀合理的車輛能節(jié)省數(shù)百瓦特的動力并且對制造一輛最高效的太陽能汽車很重要 。在發(fā)展一個高效的太陽能汽車底盤的過程中，其主要挑戰(zhàn)是使車的可靠性和安全系數(shù)最大化，但是使重量減到最小。所有額外的重量需要更多的能量使汽車在道路上行駛。這就意味著必須把重量減到最小，并且一個關(guān)鍵部位是河南機電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計 /論文 17 底盤。盡管如此，安全是主要關(guān)心的事，底盤必須滿足嚴格的力量和安全要求。 發(fā)展太陽能汽車面臨的問題 太陽能汽車真正走進大眾生活，還有很多難題需要解決。首先是太陽能的采集與轉(zhuǎn)換問題。根據(jù)一般的材料應(yīng)用與技術(shù)能力，太陽能轉(zhuǎn)換率只能達到 20％左右，難以滿足汽車高速行駛所需要的足夠動力，而 78m2 的太陽能電池板也導(dǎo)致車身過大轉(zhuǎn)動不夠靈活，內(nèi)部空間過于狹小。除此之外，電機、電控也是太陽能汽車發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。用于電動汽車的電機有很多類型，目前太陽能車用電機通常有直流電機、交流誘導(dǎo)電動機、永磁同步電動機三種，其中交流誘導(dǎo)電動機存在效率滑落的缺點，永磁電機目前價錢過高，所以目前太陽能車多用直流電機，而直流電機的工作效率也有待提高。 其次是制價太高。為了使車體輕、速度快，太陽能車普遍采用質(zhì)輕價貴的航空、航天材料，造價昂貴，所以開發(fā)新的、經(jīng)濟的替代材料迫在眉睫。參加 2020年太陽能電動車友誼賽的幾輛車中 ，清華大學(xué)制作的“追日號”太陽能汽車造價200 萬元人民幣，美國密蘇里羅拉大學(xué)的 Solar MinerⅢ、美國普林學(xué)院的“ Ra IV”都是在 40 萬美元以上，這主要是所采用的電池板及所用材料昂貴造成的。以清華大學(xué)的“追日號”為例，其采用的電池板是我國第五代產(chǎn)品，太陽能轉(zhuǎn)化率只能達到 14％，造價很高，為得到 lW 的電量需要花費 100 元人民幣。 第三，汽車公司及石油公司缺少生產(chǎn)推廣太陽能汽車的內(nèi)在需求。因為目前的許多汽車公司都處于高利潤期，不愿意投資開發(fā)新一代太陽能汽車。某些公司研發(fā)太陽能車也多是出于宣傳導(dǎo) 向和企業(yè)形象的考慮，而沒有大力發(fā)展，投入市場的決心 。 據(jù)專家說，要突破科技瓶頸，使太陽能汽車正式走入人們的生活，還需要數(shù)十年的時間。但是，太陽能電動車是最清潔，最有發(fā)展前景的綠色環(huán)保汽車，所以，它的推廣還是非常有前景的。太陽能汽車作為新的事物正在不斷的貼近人們的生活，雖然它的發(fā)展仍存在著很多技術(shù)上的挑戰(zhàn)，但不可否認的是在不可再生能源日益匱乏的今天，太陽能汽車是未來新能源應(yīng)用的佼佼者。相信在不久的將來，太陽能定會在汽車上逐漸應(yīng)用普及，在全球倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保的時代，太陽能的廣泛應(yīng)用不僅能為人們生活帶來便利，也會給 我們賴以生存的地球帶來和諧的發(fā)展。 太陽能汽車的技術(shù)發(fā)展趨勢 很多國家的汽車企業(yè)和光電企業(yè)已加大了對汽車和太陽能電池的研發(fā)投入，河南機電高等專科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計 /論文 18 并取得了很大進展。主要表現(xiàn)在以下三個方面： （ 1）提高汽車設(shè)計技術(shù) 汽車行業(yè)的整體的趨勢是向更安全、更高效、更節(jié)能的方向發(fā)展。 隨著材料技術(shù)、工藝技術(shù)、設(shè)計理念、設(shè)計方法的進步，有關(guān)汽車車身、底盤、機械系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、蓄電池、控制系統(tǒng)等將得到進一步的提高，屆時汽車的重量將更輕、性能更優(yōu)，從而減少對電能的需求； （ 2）提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率 目前，太陽能電池的最大光電轉(zhuǎn) 換效率已經(jīng)有了比較大的提升。如澳大利亞企業(yè)用激光技術(shù)制成的太陽能電池，其光電轉(zhuǎn)換率達 %，日本企業(yè)已研制出光電轉(zhuǎn)換率達 30%的太陽能電池，美國已研制成功光電轉(zhuǎn)換率達 35%的高性能太陽能電池。 為獲得更高效率的太陽能，目前，美國、日本、歐洲及一些國際組織已經(jīng)開展了空間太陽能電站的研究工作。所謂空間太陽能電站是指在空間通過太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，再通過無線方式傳輸?shù)降孛娴南到y(tǒng)。該系統(tǒng)計劃 2030 年前后實現(xiàn)商業(yè)化運行。目前已實現(xiàn)了在短距離、小功率的電能傳輸。一旦空間太陽能電站成功發(fā)電。將直接推 動太陽能汽車及其他利用太陽能產(chǎn)品的普及，同時也將對世界的能源結(jié)構(gòu)及能源傳輸帶來革命性的影響。 河南機電高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計 /論文 19 展 望 隨著國民經(jīng)濟的持續(xù)增長，汽車產(chǎn)業(yè)已成為我國的支柱產(chǎn)業(yè)，但汽車產(chǎn)業(yè)對經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生重大帶動作用的同時，也給能源與環(huán)境造成了巨大的壓力，制約了國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。 高的汽車保有量，造成了不可再生能源的急劇消耗。同時，汽車尾氣廢氣是大氣、城市環(huán)境的主要污染源。汽車尾氣廢氣中含有 150～ 200 種不同的化合物，其中對人體危害最大的是一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物、鉛的化合物及碳的顆粒物。這些 有毒有害氣體擴散到空氣中造成空氣污染，危害城市環(huán)境，引發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病，引起光化學(xué)煙霧，造成地表空氣臭氧含量過高，加重城市熱島效應(yīng)，使城市環(huán)境轉(zhuǎn)向惡化。根據(jù)調(diào)查顯示，汽車所造成的空氣污染占整個城市空氣污染的 60%，甚至到 90%。 不可再生能源的日趨枯竭，城市污染的加重，世界范圍內(nèi)的溫室效應(yīng)，海平面升高等一系列環(huán)境問題都給我們?nèi)祟惖某掷m(xù)發(fā)展敲響了警鐘，促使我們必須尋求一條綠色發(fā)展之路，尋找可以代替不可再生能源的新能源，清潔能源。毫無疑問，具有清潔、高效并且取之不盡用之不竭等優(yōu)點的太陽能被人們列入了第一考慮對象。 太陽能汽車正是使用太陽能電池把光能轉(zhuǎn)化成電能，用來推動汽車電動機的汽車。因為不用燃油，太陽能汽車將不會排放污染大氣的有害氣體；沒有內(nèi)燃機，無需電子點火，只需踩踏加速踏板便可啟動，利用控制器使車速變化，不需換擋、踩離合器，簡化了汽車的駕駛，并且在行駛時聽不到汽車的轟鳴聲。 太陽能汽車還有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，在其壽命周期內(nèi)除了定期更換蓄電池以外，基本上不需日常保養(yǎng)，省去了傳統(tǒng)汽車必須經(jīng)常更換機油，添加冷卻水等定期保養(yǎng)的煩惱。 在可持續(xù)發(fā)展的道路上，具備無污染、無噪音、耗能少、效率高 、易于駕駛、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)越性的環(huán)保太陽能汽車引起了人們的極大興趣。在世界能源日趨枯竭，環(huán)境問題不斷惡化的今天，太陽能汽車產(chǎn)業(yè)必將得到迅猛發(fā)展。 我相信，隨著人們對能源、環(huán)保意識的增強，以及太陽能技術(shù)的發(fā)展、新材料的開發(fā)，太陽能必將發(fā)出耀眼的光芒。新能源在汽車上的應(yīng)用必將被世界各國所提倡，得到廣大消費者的喜愛和認可。在節(jié)能環(huán)保的未來，太陽能汽車必將成為汽車市場上的一代新嬌 ! 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 /論文 20 致 謝 在論文完成之際，我首先向關(guān)心、幫助和指導(dǎo)我的賈豐春老師表示衷心的感謝并致以崇高的敬意 ! 在學(xué)校的學(xué) 習生活即將結(jié)束，回顧三年來的學(xué)習經(jīng)歷，面對現(xiàn)在的收獲，我感到無限欣慰。為此，我向熱心幫助過我的所有老師和同學(xué)表示由衷的感謝 !在論文工作中，遇到了許許多多這樣那樣的問題，有的是專業(yè)上的問題，有的是論文格式上的問題，一直得到賈老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)，使我的論文可以又快又好的完成，賈老師以其淵博的學(xué)識、嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求實的工作作風和他敏捷的思維給我留下了深刻的印象，感謝他為學(xué)生營造的濃郁學(xué)術(shù)氛圍，以及學(xué)習、生活上的無私幫助 ! 值此論文完成之際，謹向賈豐春老師致以最崇高的謝意 ！ 河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計 /論文 21 參考文獻 [1] 高少鋒 .中國太陽能電池的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 [J].天津化工 .2020,26(4):1~2 [2] 王濤 .硅太陽能電池研究 [D]. 國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) .2020 [3] 李懷輝 ,王小平 .硅半導(dǎo)體太陽能電池進展 [J].材料導(dǎo)報 .2020,25(10): 50~51 [4] 黃慶舉 .硅太陽能電池的應(yīng)用研究與進展 [J].材料開發(fā)與應(yīng)用 .2020,24(6):93~94 [5] 郭紅霞 .電池材料 [M]. 新鄉(xiāng) :河南機電高等?？茖W(xué)校 .2020 [6] 孔繼川 ,繆娟 .薄膜太陽能電池研究進展 [J].化工時刊 .2020,22(7):63 [7] 辛鳳影 ,王海博 .電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀與商業(yè)化前景分析 [J].國際石油經(jīng)濟 .2020(7) [8] 鐘筱良 .新能源電動汽車動力電池概述 [J].新能源汽車技術(shù) .2020(5) [9] 張德長 ,高立杰 .電動汽車及汽車電氣電子技術(shù) [C].河南省汽車工程學(xué)會第八屆科研學(xué)術(shù)研討會論文集 .2020 [10] 周軍超 ,樊偉 ,周小培 .太陽能汽車的研究與應(yīng)用 [J].中國科技信息 .2020(1):37~38. 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