基本信息
- 项目名称：
- 绿动未来交通工具创新——太阳能原型车的开发与制作
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 新能源汽车是全球汽车工业的发展主流，代表着未来汽车工业发展方向。本作品致力于自主创新，结合绿动未来的理念研发新能源太阳能汽车，符合当前的发展形势，并且有自己独特的研发角度和创新特点，勇于拓新，致力于解决未来能源危机对汽车的冲击，符合汽车未来的发展方向。已对太阳能汽车的车身设计、动力系统、控制系统等研究分析，理论结合实际，最大程度上的掌握使太阳能得到更高的利用率。
- 详细介绍：
- 一直以来，太阳能汽车虽然有零排放、低噪音等诸多优点，但由于现有太阳能电池板转化率低（普遍无法达到30%），因而续航力差、时速低、载重少，远无法真正作为一款代步、运输工具，进入人们的日常生活。 本项目将结合现有的新能源、新材料、新结构技术开展新型太阳能汽车技术的研究，主要目的是通过设计及制造太阳能车原型系统（主要包括太阳能车身设计、太阳能动力系统、太阳能控制系统等），来解决太阳能电池板转化率低所带来的诸多问题，使太阳能汽车褪去神秘的色彩，真正地贴近人们的日常工作、生活。 车身设计方面，本项目组将采取理论研究与实验相结合的方式，从已有的三种太阳能汽车车身制造方法，即空间框架结构、单体横造或碳纤维、单体横造中择优选取一种，以达到车身重量轻、安全性能好、太阳能照射面积大的目的。 动力系统方面，本项目组主要将就双线圈直流无刷电机与有刷电动机进行比较，以得到在额定RPM（每秒转速）使用效率高而价格相对适宜的动力系统。 太阳能控制系统方面，本项目组将着力研究峰值电力监控仪、发动机控制器和数据采集系统，力图解决长期困扰太阳能汽车的太阳能光伏阵列、蓄电池组、发动机控制器和发动机之间无法协调配合的问题。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 一直以来，太阳能汽车虽然据有零排放、低噪音等诸多优点，但由于现有太阳能电池板转化率低（普遍无法达到30%），因而续航力差、时速低、载重少，远无法真正作为一款代步、运输工具，进入人们的日常生活。 本项目将结合我院及学校现有的新能源、新材料、新结构技术开展新型太阳能汽车技术的研究，主要目的是通过设计及制造太阳能车原型系统，主要包括太阳能车身设计、太阳能动力系统、太阳能控制系统等，来解决太阳能电池板转化率低所带来的诸多问题，使太阳能汽车褪去神秘的色彩，真正地贴近人们的日常工作、生活。 车身设计方面，本项目组将采取理论研究与实验相结合的方式，从已有的三种太阳能汽车车身制造方法，即空间框架结构、单体横造或碳纤维、单体横造中择优选取一种，以达到车身重量轻、安全性能好、太阳能照射面积大的目的。 动力系统方面，本项目组主要将就双线圈直流无刷电机与有刷电动机进行比较，以得到在额定RPM（每秒转速）使用效率高而价格相对适宜的动力系统。 太阳能控制系统方面，本项目组将着力研究峰值电力监控仪、发动机控制器和数据采集系统，力图解决长期困扰太阳能汽车的太阳能光伏阵列、蓄电池组、发动机控制器和发动机之间无法协调配合的问题。
科学性、先进性
- 太阳能汽车以光电代油，可节约有限的石油资源。同时，太阳能汽车无污染，无噪音。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。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，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，太阳能汽车易于驾驶。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。在都市行车，为了等候交通信号灯，必须不断的停车和启动，既造成了大量的能源浪费，又加重了空气污染，使用太阳能电动车，减速停车时，可以不让电动机空转，大大提高了能源使用效率和减少了空气污染。
获奖情况及鉴定结果
- 在2011首届“大连理工.PTV杯”交通科技大赛中获一等奖 在2011全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛中获大连理工大学一等奖
作品所处阶段
- 中试阶段，并且在研发有更前沿技术的太阳能汽车。
技术转让方式
- 暂无
作品可展示的形式
- 实物产品、图片、录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 1.家用车领域 太阳能车的使用方式和比普通的汽车更加方便，省去加油的麻烦。同时，可以使用外接电源充电，因此，阴天也可以方便使用。随着科技的发展，太阳能电池的转化率越来越高，这使得太阳能汽车更加的节能环保。 市场前景： 国内外各大汽车公司都在积极制造太阳能汽车，政府也大力支持发展太阳能汽车。随着制作技术的逐渐成熟，价格也会越来越低。目前，太阳能汽车在市场上很受欢迎，尤其受到一些环保人士的追捧。可见太阳能汽车有着广阔的市场前景。 2、观光游览领域 本项目的方案是基于现有的人力休闲观光车，在其顶部布置太阳能电池板，在其驱动轮处加装轮毂电机，配备蓄电池、控制器、仪表板，并能在大功率需求的工况下，实现太阳能电池—蓄电池的驱动模式。 市场前景： 从太阳能资源角度讲，我国属资源丰富的国家之一。从我国旅游业发展角度讲，观光游览车作为游客在旅游途中的一种特殊代步车辆，正以其舒适、安全、便捷的性能，显现出强大的市场需求。
同类课题研究水平概述
- 1、国外太阳能汽车的发展 从20世纪70年代后半期到80年代前半期，太阳能汽车在实验室诞生。1984年，世界首届电动汽车与太阳能车比赛在瑞士举行，成为了太阳能汽车赛事的始创者。世界太阳能汽车挑战赛是至今为止影响较大的太阳能汽车赛事之一。其规则最严格、距离最长。它始于1987年，每隔3年举办一次，赛段从达尔文(澳大利亚北部城市)到阿德莱德(澳大利亚南部城市)，全程3028km。在90年代初期，诸如“太阳能旅行”等赛事也逐步在美国蓬勃发展。日本的太阳能车赛事起步较晚，但后来居上，层出不穷，如：1989年的“朝日太阳能车拉力赛”，1991年的“北海道太阳能车赛”，1992年的“铃鹿太阳能车赛”和“能登太阳能车拉力赛”等，都在世界范围内产生了一定的影响。 2、我国太阳能汽车发展 我国的太阳能汽车事业起步较晚，多数太阳能汽车的研制工作主要由各院校和科研院所进行。在我国国家知识产权局与太阳能相关的专利中，有很大一部分是与太阳能并网发电和太阳能热水器相关，直接与太阳能汽车相关的专利不多。总体来说，有以下特点： (1)太阳能在汽车上应用一般只涉及汽车的辅助电源系统。太阳能电池所提供的能量只能用于车辆的电器、仪表等，或是对车载蓄电池进行充电。现今有部分量产车在其天窗顶部添加了太阳能电池，经控制器、逆变器驱动车载空调工作。 (2)所有以太阳能作为驱动能源的专利产品中，太阳能所占的能源比例份额太少。国内有把太阳能用于电动自行车，也有用于微型车的例子，但太阳能所能提供的能量只占到所需驱动能量的30%以下。
