毕业设计（论文）-太阳能汽车的设计.doc

毕 业 设 计（论文）（说 明 书）题 目： 太阳能汽车的设计 姓 名： 编 号： 平顶山工业职业技术学院 年 月 日平顶山工业职业技术学院毕 业 设 计 （论文） 任 务 书姓名 孙文禹 专业 汽车运用技术 任 务 下 达 日 期 年 月 日设计（论文）开始日期 年 月 日设计（论文）完成日期 年 月 日设计（论文）题目： A编制设计 B设计专题（毕业论文） 指 导 教 师 系（部）主 任 年 月 日平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）答辩委员会记录 系 专业，学生 于 年 月 日进行了毕业设计（论文）答辩。设计题目： 专题（论文）题目： 指导老师： 答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生 毕业设计（论文）成绩为 。答辩委员会 人，出席 人答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员： ， ， ， ， ， ， 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语第 页共 页学生姓名： 专业 年级 毕业设计（论文）题目： 评 阅 人： 指导教师： （签字） 年 月 日成 绩： 系（科）主任： （签字） 年 月 日毕业设计（论文）及答辩评语： 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文）摘 要本文针对当今能源资源日益减少，太阳能作为电能的有效来源，正在大力发展.因此本文对太阳能电动汽车做了总体设计和匹配研究，主要确定了整车中动力系统和传动系统的基本结构和参数，并对动力性能参数做了匹配计算。而且在matl平台上对动力性进行了验证，所设计和选择的各项参数都满足了设计要求。关 键 词：市场太阳能；总体设计；动力系统；参数匹配。ABSTRACTWith the reduction of sources, solar energy is used and developed as a source of power. The article completed total design and matching about solar energy electric vehicles(SEEV),which mainly ensured basic structure about power system and transmission system and made a matching calculation for power train parameters. The parameters are tested through the platform of MATLAB and the parameters selected and designed meet the design requirements.KEY WORDS: solar energy; total design; power system; parameter matching 目 录摘 要1第1章太阳能51.1太阳能简介51.1.1太阳能的概念51.1.2太阳能的历史51.1.3太阳能的优点61.2太阳能电池61.2.1太阳能电池的概念61.2.2太阳能电池的原理71.2.3太阳能电池的现状71.2.4太阳能电池及太阳能发电前景简析81.3太阳能汽车81.3.1太阳能汽车的产生背景及意义81.3.2太阳能在汽车上应用的现状81.3.3太阳能汽车的优势91.4太阳能汽车的前景10第2章太阳能汽车基本组成112.1太阳能电池组112.2控制器11第3章太阳能汽车的结构及原理123.1太阳能汽车123.2太阳能汽车原理143.3太阳能汽车的基本组成153.4太阳能汽车的基本构造153.4.1太阳电池方阵153.4.2 电力系统163.4.3电力控制系统163.5基本原理17第4章太阳能汽车设计流程184.1整体框架设计184.11制定汽车产品开发计划184.12汽车初步设计184.13汽车总布置设计194.14制作缩小比例模型194.2技术设计194.21确定汽车造型194.22确定汽车结构204.23应用分析224.24应用前景23第5章 太阳能汽车的设计制造245.1太阳能汽车底盘245.2空间框架结构245.3太阳能阵列245.4太阳能光电板25第6章 我国汽车营销的创新分析266.1汽车营销创新的探索266.2体验式营销在汽车营销创新中的应用276.2.1培养体验文化，塑造体验营销理念276.2.2提供体验性产品和服务276.2.3建立完善的体验式营销体系286.2.4加强顾客对品牌的体验286.3在体验式营销过程中不断创新设计“体验”286.4结语29参考文献30致 谢31第1章太阳能1.1太阳能简介1.1.1太阳能的概念太阳能（Solar Energy），一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。1.1.2太阳能的历史术语“光生伏特”来源于希腊语，意思是光、伏特和电气的，来源于意大利物理学家亚历山德罗伏特的名字，在亚历山德罗伏特以后“伏特”便作为电压的单位使用。以太阳能发展的历史来说，光照射到材料上所引起的“光起电力”行为，早在19世纪的时候就已经发现了。1839年,光生伏特效应第一次由法国物理学家发现。 1849年术语“光伏”才出现在英语中。1883年第一块太阳电池由Charles制备成功。Charles用锗半导体上覆上一层极薄的金层形成半导体金属结，器件只有1%的效率，到了1930年代，照相机的曝光计广泛地使用光起电力行为原理。1946年Russell Ohio申请了现代太阳电池的制造专利。 到了1950年代，随着半导体物性的逐渐了解，以及加工技术的进步，1954年当美国的贝尔实验室在用半导体做实验发现在硅中掺入一定量的杂质后对光更加敏感这一现象后，第一个太阳能电池在1954年诞生在贝尔实验室。太阳电池技术的时代终于到来。1960年代开始，美国发射的人造卫星就已经利用太阳能电池作为能量的来源。1970年代能源危机时，让世界各国察觉到能源开发的重要性。1973年发生了石油危机，人们开始把太阳能电池的应用转移到一般的民生用途上。 目前，在美国、日本和以色列等国家，已经大量使用太阳能装置，更朝商业化的目标前进。在这些国家中，美国于1983年在加州建立世界上最大的太阳能电厂，它的发电量可以高达16百万瓦特。南非、博茨瓦纳、纳米比亚和非洲南部的其他国家也设立专案，鼓励偏远的乡村地区安装低成本的太阳能电池发电系统。而推行太阳能发电最积极的国家首推日本。1994年日本实施补助奖励办法，推广每户3,000瓦特的“市电并联型太阳光电能系统”。在第一年，政府补助49%的经费，以后的补助再逐年递减。“市电并联型太阳光电能系统”是在日照充足的时候，由太阳能电池提供电能给自家的负载用，若有多余的电力则另行储存。当发电量不足或者不发电的时候，所需要的电力再由电力公司提供。 到了1996年，日本有2,600户装置太阳能发电系统，装设总容量已经有8百万瓦特。一年后，已经有9,400户装置，装设的总容量也达到了32百万瓦特。近年来由于环保意识的高涨和政府补助金的制度，预估日本住家用太阳能电池的需求量，也会急速增加。在中国，太阳能发电产业亦得到政府的大力鼓励和资助。2009年3月，财政部宣布拟对太阳能光电建筑等大型太阳能工程进行补贴。1.1.3太阳能的优点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。燃烧汽油的汽车是城市中一个重要的污染源头，汽车排放的废气包括二氧化硫和氮氧化物都会引致空气污染，影响我们的健康。现在各国的科学家正致力开发产生较少污染的电动汽车，希望可以取代燃烧汽油的汽车。但由于现在各大城市的主要电力都是来自燃烧化石燃料的，使用电动汽车会增加用电的需求，即间接增加发电厂释放的污染物。有鉴于此，一些环保人士就提倡发展太阳能汽车，太阳能汽车使用太阳能电池把光能转化成电能，电能会在储电池中存起备用，用来推动汽车的电动机。由于太阳能车不用燃烧化石燃料，所以不会放出有害物。据估计，如果由太阳能汽车取代燃汽车辆，每辆汽车的二氧化碳排放量可减少43至54%。1.2太阳能电池1.2.1太阳能电池的概念太阳能电池发电是根据爱因斯坦的光电效应而运用于日常生活。黑体(太阳)辐射出不同波长(频率)的电磁波， 如红、紫外线，可见光等等。当这些射线照射在不同导体或半导体上，光子与导体或半导体中的自由电子作用产生电流。射线的波长越短，频率越高，所具有的能量就越高，例如紫外线所具有的能量要远远高于红外线。但是并非所有波长的射线的能量都能转化为电能，值得注意的是光电效应于射线的强度大小无关，只有频率达到或超越可产生光电效应的阈值时，电流才能产生。能够使半导体产生光电效应的光的最大波长同该半导体的禁带宽度相关，譬如晶体硅的禁带宽度在室温下约为1.155eV，因此必须波长小于1100nm的光线才可以使晶体硅产生光电效应。 太阳电池发电是一种可再生的環保发电方式，发电过程中不会产生二氧化碳等溫室气体，不会对环境造成污染。按照制作材料分为硅基半导体电池、染料敏电池、有机材料电池等。对于太阳电池来说最重要的参数是转换效率，目前在实验室所研發的硅基太阳能电池中，单晶硅太阳电池的效率为25.0%，多晶硅太阳电池的效率为20.4%，单晶体硅薄膜太阳电池的效率为16.7%，非晶硅薄膜太阳电池的效率为10.1% 。 1.2.2太阳能电池的原理太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由p区流向n区，电子由n区流向p区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。 太阳能绿色能源太阳能发电有两种方式，一种是光热电转换方式，另一种是光电直接转换方式。1.2.3太阳能电池的现状据行业调查统计，2009年我国太阳能热水器年产量实现了4000万平方米的历史性突破，成为太阳能热水器的世界超级大国。截至2010年底，年生产量已接近5000万平方米，占世界年产量的80%左右，保有量为16800万平方米，占世界总量近60%，每千人均占有量为123.5平方米，这个标准 基本接近欧盟平均水平。我国对太阳能电池的研究开发工作高度重视,早在七五期间,非晶硅半导体的研究工作已经列入国家重大课题;八五和九五期间,我国把研究开发的重点放在大面积太阳能电池等方面。2003年10月，国家发改委、科技部制定出未来5年太阳能资源开发计划，发改委光明工程将筹资100亿元用于推进太阳能发电技术的应用，计划到2015年全国太阳能发电系统总装机容量达到300兆瓦。 我国已成为全球光伏产品最大制造国，我国即将出台的新能源振兴规划，我国光伏发电的装机容量规划为2020年达到20GW，是原来可再生能源中长期规划中1.8GW的10多倍。 2002年，国家有关部委启动了西部省区无电乡通电计划，通过太阳能和小型风力发电解决西部七省区无电乡的 多晶硅太阳能电池用电问题。这一项目的启动大大刺激了太阳能发电产业，国内建起了几条太阳能电池的封装线，使太阳能电池的年生产量迅速增加。据专家预测,目前我国光伏市场需求量为每年5MW,20012010年,年需求量将达10MW,从2011年开始,我国光伏市场年需求量将大于20MW。 目前国内太阳能硅生产企业主要有洛阳单晶硅厂、河北宁晋单晶硅基地和四川峨眉半导体材料厂等厂商，其中河北宁晋单晶硅基地是世界最大的太阳能单晶硅生产基地，占世界太阳能单晶硅市场份额的25%左右。在太阳能电池材料下游市场，目前国内生产太阳能电池的企业主要有宏威集团、无锡尚德、海润光伏、南京中电、保定英利、河北晶澳、林洋新能源、苏州阿特斯、常州天合、拓日新能、云南天达光伏科技、宁波太阳能电源、京瓷（天津）太阳能等公司，总计年产能在800MW以上。2009年，国务院根据工信提供的报告指出多晶硅产能过剩，实际业界人并不认可，科技部已经表态，多晶硅产能并不过剩。1.2.4太阳能电池及太阳能发电前景简析目前,太阳能电池的应用已从军事领域、航天领域进入工业、商业、农业、 通信、家用电器以及公用设施等部门，尤其可以分散地在边远地区、高山、沙漠、海岛和农村使用，以节省造价很贵的输电线路。但是在目前阶段，它的成本还很高，发出1kW电需要投资上万美元，因此大规模使用仍然受到经济上的限制。 但是，从长远来看，随着太阳能电池制造技术的改进以及新的光电转换装置的发明，各国对环境的保护和对再生清洁能源的巨大需求，太阳能电池仍将是利用太阳辐射能比较切实可行的方法，可为人类未来大规模地利用太阳能开辟广阔的前景。1.3太阳能汽车 到目前为止，太阳能在汽车上的应用技术主要有两个方面：一是作为驱动力，二是用作汽车辅助设备的能源。1.3.1太阳能汽车的产生背景及意义饥饿汽车用的燃料是汽油和柴油等，它们都是从石油中提炼出来的。然而，石油这种矿物燃料是不能再生的，用一点就少一点，总有一天要用完。据科学家们预计，目前世界上已探明的石油储量将于2020年左右被采尽。因此，汽车将会出现挨受“饥饿”的危险，人类将面临着能源的挑战。从另一方面来说，石油本身就是一种宝贵的化工原料，可以用来制造塑料、合成橡胶和合成纤维等。把石油作为燃料烧掉了，不但十分可惜，而且还污染了人类赖以生存的环境。解决这个难题的唯一可行办法，就是加紧开发新能源。而太阳能就是这些新开发能源中的佼佼者。1.3.2太阳能在汽车上应用的现状 完全用太阳能为驱动力代替传统燃油，是几代汽车工作者的梦想。1982年澳大利亚人汉斯和帕金用玻璃纤维和铝制成了一部“静静的完成者”太阳能汽车。车顶部装有能吸收太阳能的装置，给两个电池充电，电池再给发动机提供电力。12月19曰，两入驾驶着这辆车，从澳大利亚西海岸的珀思出发，横穿澳大利亚大陆，于1983年1月7曰到达东海岸的悉尼，实现了一次伟大的创举。这种太阳能汽车与传统的汽车不论在外观还是运行原理上都有很大的不同，太阳能汽车已经没有发动机、底盘、驱动、变速箱等构件，而是由电池板、储电器和电机组成利用贴在车体外表的太阳电池板，将太阳能直接转换成电能，再通过电能的消耗，驱动车辆行驶，车的行驶快慢只要控制输入电机的电流就可以解决。目前此类太阳车的车速最高能达到100m/h以上，而无太阳光最大续行能力也在100km左右。还有一种概念上的太阳能汽车，这种汽车在车体上没有安装光伏电池板，而只是配置蓄电池，而电能全部来自专门的太阳能发电装置。优点是外观与现有车辆类似，没有另类的感觉，缺点是要经常到太阳能电站充电，当然续行能力也受到限制。1.3.3太阳能汽车的优势 太阳能电动车以光电代油，可节约有限的石油资源。白天，太阳电池把光能转换为电能自动存储在动力电池中，在晚间还可以利用低谷电（220V）充电。无污染，无噪音。因为不用燃油，太阳能电动车不会排放污染大气的有害气体。没有内燃机，太阳能电动车在行驶时听不到燃油汽车内燃机的轰鸣声。与燃油汽车的比较优势。实用型太阳能动力车除行驶速度远低于燃油汽车外，与燃油汽车相比，还是有诸多优势的。首先，太阳能电动车耗能少，只需采用3-4平方米的太阳电池组件便可使太阳能电动车行驶起来。燃油汽车在能量转换过程中要遵守卡诺循环的规律来作功，热效率比较低，只有1/3左右的能量消耗在推动车辆前进上，其余2/3左右的能量损失在发动机和驱动链上；而太阳能电动车的热量转换不受卡诺循环规律的限制，90%的能量用于推动车辆前进。其次，易于驾驶。无需电子点火，只需踩踏加速踏板便可启动，利用控制器使车速变化。不需换挡、踩离合器，简化了驾驶的复杂性，避免了因操作失误而造成的事故隐患，特别适合妇女和老年人驾驶。另外，太阳能动力车采用创新前桥和转向系统，前后独立悬挂，四轮鼓式制动从时速30公里到突然刹车，刹车线不超过7.3米。1.4太阳能汽车的前景2008年2月24日，一辆太阳能汽车亮相江苏靖江街头。这辆由6平方米太阳板和5组电瓶等材料造成太阳能汽车，是江苏省靖江市市民陈顺贵在其亲友帮助下投资13万元，花13个月用手工打造成的。据试验，该车正常时速30至80公里，光照2天可行驶120-150公里，停在家门前还可当太阳能发电车发电供正常家用。由于太阳能发电和电动车的技术已经基本成熟，人们可以将太阳能发的电存储起来，再应用到电动车上。相信，随着实用型太阳能电动车的不断改进和完善，它将具有无可辨驳的生命力，走进千家万户之中。第2章太阳能汽车基本组成2.1太阳能电池组太阳能电池组它是太阳能汽车的核心，由一定数量的单体电池串联或并联组成电池方阵。太阳能单体电池由半导体材料制成，当太阳光照射在该半导体材料时，半导体的电子-空穴对被激发，形成“势垒”，也就是p-n结。由于势垒的存在，在p型层产生的电子向n型层移动而带正电，而在n型层产生的空穴向p型层移动而带负电。于是在半导体元件的两端产生p型层为正的电压，及形成了太阳能。太阳能电池的电流大小与太阳光照射强度的大小和太阳能电池面积的大小成正比。车用太阳能电池将很多太阳能电池排列组合成太阳能电池板，以产生所需要的大电流和高电压。向日自动跟踪器 太阳能电池能量的多少取决于太阳电池板接收太阳辐射能量的数量，由于相对位置的不断变化，太阳电池板接受太阳辐射能量也在不断变化。向日跟踪器的作用就是保持太阳电池板正对着太阳，最大限度提高太阳电池板接受太阳辐射能的能力。2.2控制器控制器主要实现对太阳能电磁组进行管理和对电动机的控制，其作用与EV控制系统相同。第3章太阳能汽车的结构及原理3.1太阳能汽车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。燃烧汽油的汽车是城市中一个重要的污染源头，汽车排放的废气包括二氧化硫和氮氧化物都会引致空气污染，影响我们的健康。现在各国的科学家正致力开发产生较少污染的电动汽车，希望可以取代燃烧汽油的汽车。但由于现在各大城市的主要电力都是来自燃烧化石燃料的，使用电动汽车会增加用电的需求，即间接增加发电厂释放的污染物。有鉴于此，一些环保人士就提倡发展太阳能汽车，太阳能汽车使用太阳能电池把光能转化成电能，电能会在储电池中存起备用，用来推动汽车的电动机。由于太阳能车不用燃烧化石燃料，所以不会放出有害物。据估计，如果由太阳能汽车取代燃汽车辆，每辆汽车的二氧化碳排放量可减少43至54%。作为一种消费品，汽车在国内与西方的定位存在着较大的差异。在西方国家，由于经济比较发达，汽车是一种必需品；相对于中国目前的经济水平以及城乡差异，中国的汽车更类似于奢侈品，奢侈品会逐步向必需品过渡，只不过过渡的时间比较长。随着经济的发展，中国汽车的保有量将会迅速增加，而增加的保有量首先更多的集中于经济型以及中档车型方面，而高档车型由于价格弹性较低，其增加量的幅度不会有很大的提高。因此，中国汽车未来的市场主要体现于中档以及经济型车型方面，这部分的消费者对价格的敏感度较高，而4S店由于其较高的品牌定位以及较高的价位，与目前的经济型以及中档车型的消费者的定位是不一致的。国内与西方国家在汽车市场结构方面有着较大的差异性。西方国家的汽车市场结构是寡头垄断型，比如，美国汽车市场主要由三大寡头垄断，欧盟的情况亦很相似。但是，中国目前汽车的市场结构更加类似于垄断竞争类型，生产商比较多，每一生产商都对市场有一定的控制力量，但是控制力量又都不是很强烈。尽管中国汽车的保有量在迅速的增加，但是，增加的保有量被众多的汽车生产商瓜分，每一生产商所分配的量就很有限了；同时，品牌的众多使得消费者有了更大的选择权，4S店的销售量就受到很大的制约。3.2太阳能汽车原理金焰四射的太阳，其表面是一片烈焰翻腾的火海，温度为6000左右。在太阳内部，温度高达两千万度以上。所以，太阳能一刻不停地发出大量的光和热，为人类送来光明和温暖，它也成了取之不尽、用之不竭的能源聚宝盆。将太阳光变成电能，是利用太阳能的一条重要途径。人们早在本世纪50年代就制成了第一个光电池。将光电池装在汽车上，用它将太阳光不断地变成电能，使汽车开动起来。这种汽车就是新兴起的太阳能汽车。你看，在太阳能汽车上装有密密麻麻像蜂窝一样的装置，它就是太阳能电池板。平常我们看到的人造卫星上的铁翅膀，也是一种供卫星用电的太阳能电池板。太阳能电池依据所用半导体材料不同，通常分为硅电池、硫化镉电池、砷化镓电池等，其中最常用的是硅太阳能电池。硅太阳能电池有圆形的、半圆形的和长方形的等几种。在电池上有像纸一样薄的小硅片。在硅片的一面均匀地掺进一些硼，另一面掺入一些磷，并在硅片的两面装上电极，它就能将光能变成电能。在“利比特布利克二号太阳能汽车顶上，有一个圆弧形的太阳能电池板，板上整齐地排列着许多太阳能电池。这些太阳能电池在阳光的照射下，电极之间产生电动势，然后通过连接两个电极的导线，就会有电流输出。通常，硅太阳能电池能把10%15%的太阳能转变成电能。它既使用方便，经久耐用，又很干净，不污染环境，是比较理想的一种电源。只是光电转换的比率小了一些。近年来，美国已研制成光电转换率达35%的高性能太阳能电池。澳大利亚用激光技术制成的太阳能电池，其光电转换率达24.2%，而且成本与柴油发电相当。这些都为光电池在汽车上的应用开辟了广阔的前景。将光电池装在汽车上，用它将太阳光不断地变成电能作为驱动汽车运动的动力，这种汽车就是新兴起的太阳能汽车。太阳能汽车利用太阳能的一般方法。在阳光下，太阳能光伏电池板采集阳光，并产生人们通用的电流。这种能量被蓄电池储存并为以后旅行提供动力。或者直接提供给发动机也可以边开边蓄电。能量通过发动机控制器带动车轮运动，推动太阳能汽车前进。3.3太阳能汽车的基本组成太阳能汽车主要由太阳能电池组、自动阳光跟踪系统、驱动系统、控制器等组成。1.太阳能电池组 它是太阳能汽车的核心，由一定数量的单体电池串联或并联组成电池方阵。 太阳能单体电池由半导体材料制成，当太阳光照射在该半导体材料时，半导体的电子-空穴对被激发，形成“势垒”，也就是p-n结。 由于势垒的存在，在p型层产生的电子向n型层移动而带正电，而在n型层产生的空穴向p型层移动而带负电，于是在半导体元件的两端产生p型层为正的电压，即形成了太阳能电池。 太阳能电池的电流大小与太阳光照射强度的大小和太阳能电池面积的大小成正比。车用太阳能电池将很多太阳能电池排列组合成太阳能电池板，以产生所需要的大电流和高电压。2.向日自动跟踪器 太阳能电池能量的多少取决于太阳电池板接收太阳辐射能量的数量，由于相对位置的不断变化，太阳电池板接受太阳辐射能量也在不断变化。向日跟踪器的作用就是保持太阳电池板正对着太阳，最大限度提高太阳电池板接受太阳辐射能的能力。 3.驱动系统 太阳能汽车采用的驱动电动机主要有交流异步电动机、永磁电动机、直流电动机，其驱动系统与EV基本相同。4.控制器主要实现对太阳能电磁组进行管理和对电动机的控制，其作用与EV控制系统相同。3.4太阳能汽车的基本构造主要由太阳电池方阵、电力系统、电力控制系统、电动机等组成。下面简单介绍一下。3.4.1太阳电池方阵太阳电池方阵是太阳能汽车的能源。方阵是由许多PV光电池板(通常有好几百个)组成。方阵类型受到太阳能汽车尺寸和部件费用等的制约。目前，主要有两种类型的光电池板：硅电池和砷化合物电池。环绕地球卫星使用的太阳电池使用的是典型的砷化合物电池，而硅电池则更为普遍的为地面基础设备所使用。一般等级的太阳能汽车通常使用硅电池板。许多独立的硅片(接近1000个)被组合，形成太阳电池方阵。依靠光伏电源供电动发动机驱动太阳能汽车。这些方阵的通常工作电压在50V200V之间，并能提供1O00W的电力。方阵输出功率的大小受到太阳、云层的覆盖度和温度的影响。超级太阳能汽车也能使用通常类型的太阳能光电板。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得多，然而它们的使用效率非常高。一般情况下，车子在运动时，被转换的太阳能光被直接送到发动机控制系统。但有时提供的能量要大于发动机需求的电力，那么多余的能量就会被蓄电池储存以备后用。当太阳电池方阵不能提供足够的能量来驱动发动机时，蓄电池内的被储存的备用能量将会自动补充。当然，当太阳能汽车不运动时，所有能量都将通过太阳能光伏阵列储存在蓄电池内。也可以利用一些回流的能量来推动汽车。当太阳能汽车开始减速时，换用通用的机械制动，这时发动机将变成了一个发电机，能量通过发动机控制器反向进入蓄电池内进行储存。回充到蓄电池中的能量是非常少的，但是却非常实用。3.4.2 电力系统太阳能汽车的心脏部位就是电力系统，它由蓄电池和电能组成，电力系统控制器管理全部电力的供应和收集工作。蓄电池组就相当于普通汽车的油箱。一个太阳能汽车使用蓄电池组来储存电能以便在必要时使用，太阳能汽车启动装置控制着蓄电池组，但是当太阳能汽车开动后，是通过太阳能阵列提供能量，从而再充到蓄电池组内。由于重要的原因，大量的蓄电池作为能量被使用是有限的。目前在太阳能汽车上所用的蓄电池主要有如下几种：1.铅酸蓄电池，2.镍镉蓄电池，3.锂电池，4.锂聚合物电池。 镍镉、镍氢和锂电池比普通的铅酸蓄电池远远提高了蓄电能力，重量比普通电池要轻的多。但是他们很少在太阳能汽车中被广泛使用，主要是维护起来很小心，并且很昂贵。另外一种蓄电池能够提供强劲能量的就是锂电池，在今后蓄电池的储存能力将会更高。电池组是由几个独立的模块连接起来，并形成系统所须的电压。比较有代表性的系统电压一般是在84-108V。蓄电池组由几个独立的模块连接起来，并形成系统所须的电压。我们可以使用的系统电压在84V-108V。3.4.3电力控制系统在太阳能汽车里最高级的组件部分就是电力系统。它们包括峰值电力监控仪、发动机控制器和数据采集系统。电力系统最基本的功能就是控制和管理整个系统中的电力。峰值电力监控仪条件电力来源于太阳能光伏阵列，光伏阵列把能量传递给另外的蓄电池用于储存或直接传递给发动机控制器用于推动发动机。当太阳能光伏阵列正在给蓄电池充电的时候，电池组电力监控仪会保护蓄电池组因过充而被损坏。电池组电力监控仪的号码数值随我们的设计而被使用在太阳能汽车里。峰值电力监控仪是由轻质材料构成，并且一般效率能达到95%以上。发动机控制器控制发动机的启动，而发动机启动信号是来自驾驶员的加速装置。对发动机控制器电力管理是通过程序来完成的。发动机的启动需要配备不同型号的发动机控制器，使用的工作效率一般超过90%。很多太阳能汽车使用精确数据检测系统来管理整个太阳能汽车的电力系统，其中包括，太阳能光伏阵列、蓄电池组、发动机控制器和发动机。在有些时候，我们需要掌控电池的电压和电流。从监控系统获得的数据常常用来判断太阳能汽车的状况，并用来解决太阳能汽车出现的问题。3.5基本原理太阳能汽车由太阳能电池板在向日自动跟踪器的控制下始终正对太阳，接受太阳光，并转换成电能，向电动机供电，再由电动机驱动汽车行驶，它实际上是一种电动汽车，其工作原理与串联式混合动力汽车(SHEV)基本相同。 由于太阳能电池的能量较小，而且受天气的影响，在阴天、下雨时，太阳能电池的转换效率降低或停止，所以太阳能汽车往往与蓄电池组共同组成太阳能混合动力电动汽车。当太阳强烈，转换为电能充足时，由太阳能电池板将太阳能转换为电能后，通过充电器向动力电池组充电，也可以由太阳能电池板直接提供电能，通过电流变换器将电流输送到驱动电动机，驱动汽车行驶，其驱动模式相当于串联式混合动力电动汽车(SHEV)。一般采用智能控制系统来控制其运行。当太阳较弱或阴天，则靠蓄电池组对外供电。第4章太阳能汽车设计流程4.1整体框架设计由于我国的特殊国情和汽车工业的发展的限制，以及各种不同形式的汽车营销渠道都具有不同的优缺点，都具有特定的使用范围和消费群体，这就决定了我国新一轮的汽车营销渠道不能建立单一的汽车营销模式，要依据市场规律和变化，结合企业的特征和消费者的个性需求建立多种形式的汽车营销渠道模式。笔者认为，中国的汽车营销渠道的发展主要表现为以下几个方面：4.1.1制定汽车产品开发计划在汽车产品开始技术设计之前，必须制订产品开发规划。首先，必须确定具体的车型，就是打算生产什么样的汽车。其次是进行可行性分析，根据用户需求、市场情况、技术条件、工艺分析、成本核算等，预测产品是否符合需求，是否符合生产厂家的技术和工艺能力，是否对国民经济和企业有利。第三步是拟定汽车的初步方案，通过绘制方案图和性能计算，选定汽车的技术规格和性能参数。最后一步是制定出设计任务书，其中写明对汽车的形式、各个主要尺寸、主要质量指标、主要性能指标以及各个总成的形式和性能等具体要求。 产品开发的前期工作，是分析各方面的影响因素，明确产品开发的目的和工作方向。否则，不经过周密调查研究与论证，盲目草率上马，轻则会造成产品先天不足，投产后问题成堆；重则造成产品不符合需求，在市场上滞销，带来重大损失。在产品开发的前期，企业为了进行各种研究与探讨。概念设计，是对下一代车型或未来汽车的总概念进行概括描述，确定汽车的基本参数、基本结构和基本性能的设计。概念设计同样需要研究产品的开发目的、技术水平、企业条件、目标成本、竞争能力等。概念设计可能只停留在图纸上和文件上的描述，称为“虚拟的”概念车；也可能制造出实体的样车供试验和研究。概念设计可能只是一种参考方案或技术储备，也有可能纳入正式的产品开发规划。所以概念设计只供产品开发参考，但也有可能成为正式产品开发规划的重成部分，成为新一代车型的初步设计。4.1.2汽车初步设计汽车初步设计的主要任务是构造汽车的形状设计，信息化是指对营销渠道的信息化建设，用于提高企业营销渠道的信息反馈速度。比如，订货、车型选择、订单处理、资金往来、物流配送等都可以在网上实现或通过网络提供信息支持。一体化是指整合服务资源，实现营销渠道建设的一体化，即整车销售、维修服务、配件供应的全面整合。4.1.3汽车总布置设计总布置设计(又称初步造型)，是将汽车各个总成及其所装载的人员或货物安排在恰当的位置，以保证各总成运转相互协调、乘坐舒适和装卸方便。为了保证汽车各部分合理的相互关系，需要定出许多重要的控制尺寸。在这个阶段，需要绘制汽车的总布置图，绘出发动机、底盘各总成、驾驶操作场所、乘员和货物的具体位置以及边界形状；也包括零部件的运动范围校核。经过汽车总布置设计，就可确定汽车的主要尺寸和基本形状。4.1.4制作缩小比例模型缩小比例模型是在构架上涂敷造型泥雕塑而成。轿车缩小模型常用1：5的。比例，亦即是真车尺寸的1/5。英、美等国采用英制尺寸，模型的比例是3/8。造型泥是一种油性混合物，又称油泥，在常温下有一定硬度(比肥皂硬些)，涂敷前须经烘烤。缩小比例模型是在彩色效果图的基础上更进一步表达造型构思，具有立体形象，比效果图更有真实感，要求比例严格、曲曲线流畅、曲面光顺。雕塑一个缩小比例汽车模型，需要从各个角度审视，反复推敲，精工细雕，因而很难在两三天内完成。总之，只有把握好市场需求和经济发展的方向，才能做好汽车市场营销渠道的改进和应用。新的、适合市场的营销渠道必然取代旧模式，这为汽车制造企业、经销商和汽车消费者之间的联系和利益起着决定性的作用。4.2技术设计技术设计包括确定汽车造型和确定汽车结构两个方面。4.2.1确定汽车造型（1）绘制胶带图。胶带图是用细窄的彩色不干胶纸带粘贴成的1:1(全尺寸)汽车整车图样，可表达零部件形状及外形曲线。胶带图的外形曲线数据取自选定的缩小比例模型，可用来审查整车外形曲线的全貌。如发现某条曲线不美观或不符合要求，可将胶带揭起重新粘贴，直到满意为止。胶带图完成后，缩小比例模型放大的曲线又经过进一步修订。 （2）单纯由缩小比例的绘画表达汽车的外形效果尚嫌不够，还需要绘制等大尺度(全尺寸)的彩色效果图。现代造型设计非常重视等大的尺度感。缩小比例图样和全尺寸图样的真实感是截然不同的。打个比方，雏鸡看上去很小巧可爱，若放大5倍就显得太胖太臃肿。汽车也是一样，缩小比例模型上某些圆角或曲线看上去很小巧雅致，放大5倍后就显得笨拙臃肿。因此，汽车形状的最后确定，不能从缩小比例的图样或模型直接放大，而应经过1：1效果图和1：1模型的修正，以符合等大的尺度感和审美要求。 （3）制作1：1外部模型。1：1外部模型是汽车外形定型的首要依据。根据缩小比例模型的放大数据，结合胶带图和1：1效果图的的修订情况，就可以制造1：1外部模型。这个模型是在一个带有车轮的构架上涂敷造型泥而雕塑成的。由于要用数以吨计的造型泥，并雕塑得细致、平整、光顺，所以制造一个1：1外部模型的时间很长，通常需要几个星期。 （4）制作1：1内部模型。1：1内部模型用以审视汽车内部造型效果和检验汽车内部尺寸。1：1内部模型与1：1外部模型同时制作，其设计和尺寸相互配合。1：1内部模型的形状、色彩、覆盖饰物的质感和纹理都应制造得十分逼真，使人具有置身于真车室内的感觉。 （5）造型的审批。1：1外部模型、内部模型、效果图完成后，需要交付企业最高领导审批，使汽车最终定型。汽车造型设计是促进汽车销路的重要竞争手段，大公司为了击败对手会采用频繁更换车型的手段，对汽车造型设计的需求就十分迫切，并在整个汽车设计过程中占有愈来愈重要的地位。对于整个汽车行业而言，当销量增加却利润下降时，当价格直下却不能刺激市场时，当产品线增多市场却无动于衷时，这意味着汽车行业的核心竞争力已经转移。更多的实践表明，汽车行业的核心市场正从产品转移到服务，核心竞争力转移到客户。4.2.2确定汽车结构汽车造型审定后，就可以着手进行汽车结构设计。 汽车的结构设计，是确定汽车整车、部件(总成)和零件的结构。也就是说，设计师需要考虑由哪些部件组合成整车，又由哪些零件组合成部件。零件是构成产品的最基本的、不可再分解的单元。毫无疑问，零件设计是产品设计的根基。零件设计时，首先要考虑这个零件在整个部件中的作用和要求；其次，为了满足这个要求，零件应选用什么材料和设计成什么形状；最后，零件如何与部件中其他零件相互配合和安装。按照零件所使用的材料，可分为金属材料和非金属材料两大类。 金属材料又可分为钢铁(黑色金属)材料两大类。汽车所采用的非金属材料种类繁多。钢铁是汽车上所使用的最重要的材料，占全车重量的大部分。钢铁的主要优点是强度、刚度和硬度高，耐冲击和耐高温，因而用于汽车上载荷大、高温、高速的重要零件。所谓强度高，就是这种材料可承受较大的力而不被破坏；所谓刚度高，就是这种材料可承受较大的力而变形很小。汽车的零件在工作时，有的零件承受拉力而有伸长的趋势；有的零件承受压力而有缩短的趋势；有的零件承受弯曲力矩而趋于弯曲变形；有的零件承受扭转力矩。事实上，许多汽车零件的受力比上述例子复杂得，轴就同时承受了拉、压、弯、扭多种力。汽车零件不仅是承受静载荷，而且，由于汽车的行驶随路况变化，还要承受十分复杂的动载荷。作为设计师，必须充分考虑零件的受力情况，经过周密的计算，确保零件的强度和刚度的数值在允许的范围内。 确定汽车零件的形状，也要花费设计师许多心血。例如，发动机气缸体的形状就非常复杂，需要设计气缸和水套，考虑与气缸盖、油底壳的接合，安装曲轴、进气管、排气管和各种各样的附属设备，乃至气缸体内部细长的润滑油通道，所有这些因素都应考虑周全，每个细节均不能遗漏。汽车车身零件的形状就更特别，既不是常见的平面或圆柱体，也不是简单的双曲面