便携式电动汽车太阳能充电板设计

梅文 周华祥 程初忆 王浩 徐政 余前

摘要：本项目是为了解决电动汽车车主在行驶途中汽车电量不足的问题，让车主绿色出行，增强续航里程。经过项目组成员的努力，历经方案设计、部件设计、单片机程序设计、调试及优化等步骤，对单晶硅太阳能电池特性分析以使本项目顺利完成。

关键词：绿色出行;续航;单片机;单晶硅

1、研究的现状及意义

为了解决电动汽车车主在行驶途中汽车电量不足的问题，让车主绿色出行，放心出行，保护环境，绿色你我他。本项目各部分作用可从如下几点加以实施：

（1）车主在出行前，不用担心自己的电动汽车电量不足的问题。若在行驶途中，汽车电量不足，便可拿出本产品自己安装给汽车充电，实现随时随地充电，摆脱定点充电的束缚;

（2）装置简单，方便操作。本项目产品质量轻，结构简单易操作，方便简洁，操作简单老人妇女体弱的人都可以操作，适用人群广泛。

（3）增加汽车续航能力，让车主不再担心远程行驶。电池都有一定的容量，因此汽车只能行驶一定的距离，但如果要超距离行驶，使用本项目产品，就能解决“超距离，远距离”行驶的问题，进而增加汽车的续航能力;

（4）保养电池，循环发电。汽车电池消耗的是电量，本项目产品可以循环发电，持续给电池供电，防止电池电量过满或亏空对电池的损害，从而达到保养电池的目的来提高汽车性能;

（5）绿色出行，节能环保，环保能源。太阳能是绿色能源，能使电动汽车车主达到绿色出行的目的，本项目产品由绿色材料制成，可多次使用，节能环保，应用的也是环保能源，从而减轻汽车对空气的污染，营造一个绿色美好的环境。

2、项目研究内容和拟解决的关键问题

在二维软件和三维软件中构思的整体模型和零件图，组装图，确定其尺寸和比例等。在前期工作基础上，利用机械设计的基本知识，并学习机械绘图专业知识和软件工具，参考机械相关设计资料，并且结合了多功能设计下的配件组合问题，查看有关单片机的原理准备着手编辑充电系统等各个系统，完成便携式电动汽车太阳能充电板的充电设计。

（1）选择的光电池能否满足电动汽车充电的需求：两块DYS-100W的光电池板，将光能转换成电能。

（2）光电池板组的连接拼装：将两块的光电池拼装成一个光电池板组。

（3）光电池板组与电动汽车的蓄电池的连接：光电池板组的正负极连接到光伏控制器再从光伏控制器连接到电动汽车的蓄电池正负极上。

（4）连接线的折叠：尼龙线套的包装将连接线包裹可以经过多次反复折叠。

（5）如何保证提供的电压足够以及稳定：采用升压器，光伏控制器将光能转换的电能能够稳定输出并且能保持原电动汽车的蓄电池的充电效率，保护电瓶。

3、“便携式电动汽车太阳能充电板”的设计特点

单晶硅太阳能电池是采用较多的一种半导体电池，特点是：稳定性好、光电转化率高等，根据目前太阳能技术发展水平，单晶硅太阳能电池的光电转化率可达到15%—18%，半柔性太阳能板，单硅晶，功率160w，电压18v，面积0.89㎡。

（1）电动汽车太阳能充电板的选择

选择折叠式太阳能充电板，折叠放入后备箱，占据空间小，便于携带;

（2）防止环境影响的装置的选择

选择耐高温防水强力胶将太阳能充电板直接粘到车衣顶上，便于接收更多的阳光照射，防止温度过高使胶水融化和小雨天雨水浸湿电路使之断开或短路;

（3）固定太阳能充电板装置的选择

选择耐温防水的背胶魔术贴毛面粘在车衣上（大小取决于太阳板，只粘四周），将勾面与透光且坚固的材料的四周缝制在一起，使用时将太阳板放入后把魔术贴粘合在一起，用完后将魔术贴撕开取出太阳板即可，魔术贴可撕合上千次不变形。

（4）连接电路电线的选择

将各个电池板并联后串接一个输出口，电线使用尼龙护套套住电线（尼龙护套保护电线，能使电线折挠上万次而不断裂）。

电池组并联接在光伏控制器，再接一个锂电池然后通过升压器升压最后接电动汽车充电孔。（光伏控制器能控制太阳能电池的输出电压， 可以保护电池不被过充， 同时， 也晚上太阳能电池不发电时， 防止蓄电池的电倒流）。

4、展望

当传统能源的储量慢慢减少，太阳能电池拥有巨大的机会。因为太阳能电池在很大程度上不仅可以提供能源还可以降低对环境的污染。随着人们越来越习惯电子产品的使用，随身可携带的、转化率较高的、轻便的太阳能电池会不断拓展市场。按照目前的技术，便携太阳能充电装置必将重点解决电动汽车运行中的如下问题：

（1）应急性：应急性太阳能充电板可以在一定程度上解放电动汽车，使电动汽车在一定程度上减少对充电桩的依赖，可以实现电动汽车在行驶路上、野外、临时停靠点等无充电桩的地方充电。

（2）续航能力：增大了电动汽车的续航。实现了电动汽车在无充电桩的情况下进行充电。

（3）环保性：本产品以太阳能为能源，属于清洁能源。可以节约电力，对保护环境有一定促进作用。

（4）便携性：产品重量较轻方便携带，太阳能板可以折叠收纳携带。

参考文献：

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[2]聂佳芹，王学强等.当今世界太阳能发电系统的发展动向[J].吉林电力，2000，4（4）：30-100.

[3]薛建国等.基于单片机的太阳能电池自动跟踪系统的设计[J].长春师范学院学报，2005，6（7）：23-100.

[4]杨金焕，葛亮，陈焕等.太阳能发电系统的最佳化设计[J].能源工程，2003（5）：58-111.

课题来源：“湖北理工学院2020年国家（省、校）级大學生创新创业训练计划项目资助（项目编号：S202010920074）

作者简介：梅文（2000.04-），男，汉，湖北武汉人，本科，学生，研究方向：车辆工程

湖北理工学院 湖北 黄石 430400