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太阳能汽车设计论文.DOC

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太阳能汽车设计论文.DOC

目录第1页目录第一章绪论............................................................................................................................................11.1引言..........................................................................................................................................11.2太阳能汽车..............................................................................................................................21.3太阳能汽车的发展历史...........................................................................................................41.3.1国外太阳能汽车的发展...............................................................................................41.3.2国内太阳能汽车的发展...............................................................................................61.4本文的研究工作与意义...........................................................................................................71.4.1研究工作.......................................................................................................................71.4.2本文的主要研究内容...................................................................................................8第二章太阳能汽车的基本结构和原理.................................................................................................92.1电力系统................................................................................................................................102.1.1太阳能电池.................................................................................................................102.1.2太阳能控制器..............................................................................................................122.1.3蓄电池组.....................................................................................................................132.1.4电机控制器..................................................................................................................132.1.5电机.............................................................................................................................132.2机械系统................................................................................................................................142.2.1车架和车壳.................................................................................................................142.2.2底盘和悬架.................................................................................................................142.2.3驾驶转向、刹车制动系统.........................................................................................152.3太阳能汽车的使用说明.......................................................................................................172.3.1特征与功能..................................................................................................................172.3.2注意事项......................................................................................................................17第三章太阳能汽车电源系统设计.......................................................................................................183.1设计目标................................................................................................................................183.2动力性能分析.........................................................................................................................183.2.1汽车的驱动力.............................................................................................................183.2.2汽车的行驶阻力.........................................................................................................183.2.3动力性能计算.............................................................................................................193.3设计校核................................................................................................................................203.3.1安全性分析.................................................................................................................20目录第2页3.3.2最大速度估算.............................................................................................................20第四章太阳能汽车性能分析...............................................................................................................214.1太阳能电池板传热模型.........................................................................................................214.2太阳辐射的逐时计算.............................................................................................................224.2.1太阳辐射计算基础.....................................................................................................224.2.2太阳辐射的逐时计算模型.........................................................................................264.2.3西安夏天太阳辐射数据计算.....................................................................................264.3大气温度的逐时计算.............................................................................................................284.3.1大气温度的逐时计算模型.........................................................................................284.3.2西安夏天逐时空气温度计算.....................................................................................284.4太阳辐射和大气温度的气象统计数据.................................................................................294.5太阳辐射和气温对太阳能电池最大功率的影响.................................................................294.6汽车重量和外形对性能的影响.............................................................................................314.7提高太阳能汽车性能的因素.................................................................................................32第五章总结..........................................................................................................................................335.1本文总结................................................................................................................................335.2展望........................................................................................................................................33参考文献................................................................................................................................................35致谢........................................................................................................................................................36附录...........................................................................................................................错误未定义书签。西安文理学院本科毕业设计(论文)第1页第一章绪论1.1引言根据BP2030世界能源展望数据未来20年里,世界的能源需求注定继续增长,其中石油、天然气等化石燃料在能源结构中的份额将持续下降,而非化石燃料和可再生能源的份额将持续上升,至2030年,可再生能源(包括生物燃料)将占到能源消费增长的18,可再生能源在全球能源市场的普及速度将类似于20世纪70年代和80年代核电的出现。由于各国节能减排政策的实施以及日本核事故的影响,来源广泛、环境影响较小的太阳能等新能源受到越来越多的重视。太阳能能源是来自地球外部天体的能源主要是太阳能。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外,水能、风能、潮汐能等也都是由太阳能转换来的。太阳能利用基本方式可以分为如下4大类。1光伏发电。光伏发电基本原理是利用光生伏打效应将太阳辐射能直接转换为电能,它的基本装置是太阳能电池。光伏发电系统主要可以分为离网和联网两种运行方式。与公共电网相连的光伏发电系统成为联网系统,已经成为电力工业的重要组成部分,特别是其中的光伏电池与建筑结合的联网屋顶太阳能光伏系统是众多国家竞相发展的热点。离网系统主要应用于远离公共电网的无电地区和特殊场所,如通信基站、地震气象台站、海岛灯塔等,同时也是很多边远偏僻农村、牧区、海岛的生活用电来源。2光热利用它的基本原理是将太阳辐射能收集起来,通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。目前使用最多的太阳能收集装置,主要有平板型电池板、真空管电池板和聚焦电池板等3种。通常根据所能达到的温度和用途的不同,而把太阳能光热利用分为低温利用<200℃、中温利用200~800℃和高温利用>800℃。目前低温利用主要有太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器、太阳房、太阳能温室、太阳能空调制冷系统等,中温利用主要有太阳灶、太阳能热发电聚光集热装置等,高温利用主要有高温太阳炉等。3光化利用这是一种利用太阳辐射能直接分解水制氢的光化学转换方式。4光生物利用西安文理学院本科毕业设计(论文)第2页通过植物的光合作用来实现将太阳能转换成为生物质的过程。目前主要有速生植物、油料作物和巨型海藻。太阳能资源的普遍、安全可靠、无噪声、无污染等优点,使得太阳能电池是一个优良的电力来源。太阳能电池最早用于空间,至今人造卫星、空间站等飞行器仍是主要靠太阳能光伏发电系统来供给的。一个太阳能光电板能将太阳能转变为电能。光子在日光下产生能量带动电子从一个半运动的金属粒子的一层转移到另一个层面,电子的运动产生了通用的电力。目前,主要有两种类型的光电板硅和砷化物。在这里有几个不同的等级并且有不同的效能。环绕地球卫星是典型的使用砷化合物,而硅则更为普遍的为地球(陆地)基础设备的使用。一般等级的太阳能汽车通常使用陆地级硅电池板。许多独立的硅片(靠近1000个)被组合,形成太阳能阵列。依靠电动发动机驱动太阳能汽车。这些陈列的通常工作电压在50200V,并能提供1000W的电力。能量的大小受到太阳、云层的覆盖度和温度的影响阵列的输出。超级太阳能汽车通常类型的太阳能光电板也能使用。但更多的是使用太空级光电板。这种板很小,但是比普通的硅片电池板要昂贵的多,然而它们的使用效率非常的高。光电池板具有很强的技术性。它们的发展和使用是随着技术的发展而发展。并有部分是用于太空旅行和卫星输送系统中。随着太阳能电池材料技术的进步和更为先进的太阳能电池生产工艺的发展,性能更稳定、转换效率更高、成本更低的的太阳能电池已被应用于人们生产生活的各个方面,其中太阳能交通工具,如太阳能飞机、太阳能汽车的发展格外引人注目。7月6日,瑞士的太阳能飞机太阳驱动号进行了首次夜间飞行,载有一个驾驶员,连续飞行时间能到到26小时9分钟。其最大飞行高度为海拔8564米,平均时速为大约43公里,最大时速为126公里。而在2008年,瑞士冒险家路易斯帕尔默驾驶一辆太阳能汽车,不用一滴油完成绕地球行驶3.2万英里5.2万公里的壮举。1.2太阳能汽车传统的石油资源日益枯竭,人们对石油资源的依赖性和石油储量的不断锐减形成了鲜明的反差。汽车产业的蓬勃发展也给社会环境带来了一定的压力。因此电动汽车应运而生,并在近几年迅速得到发展。纯电动、混合动力以及燃料电池汽车等相关技术已相对成熟。相比之下,太阳能汽车还很年轻。所谓太阳能汽车就是利用太阳能电池将太阳能转换为电能,并利用该电能驱动车辆行驶。太阳能汽车清洁、环保,可以说是真正零排放的交通工具。近年来,光伏产业发展迅速,国内外对太阳能汽车的研究方兴未艾,这都为太阳能汽车的实用化奠定了基础。太阳能发电在汽车上的应用,将能够有效降低全球环境污染,创造洁净的生活环境,随着全球经济和科学技术的飞速发展,太阳能汽车作为一个产业已经不是一个神话。

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