太陽能賽車動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)方案

一種提高賽車動(dòng)力性的太陽能動(dòng)力系統(tǒng)，包括車身頂板和側(cè)板以及駕駛艙，其特征在于：車身頂板和側(cè)板布置多晶硅光伏電池板陣列，駕駛艙表面鋪設(shè)太陽能薄膜電池，頂板和側(cè)板的每一塊光伏電池板陣列均設(shè)有角度可調(diào)隨動(dòng)機(jī)構(gòu)，隨動(dòng)機(jī)構(gòu)各由一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，隨動(dòng)機(jī)構(gòu)依據(jù)太陽光入射角度來調(diào)整光伏電池板，使光伏電池板盡量與太陽入射光線垂直；本實(shí)用新型專利技術(shù)可以充分利用車身表面布置光伏器件；光伏電板調(diào)節(jié)裝置可以有效提高光伏轉(zhuǎn)換效率，從而提高賽車動(dòng)力性；多元驅(qū)動(dòng)回路及驅(qū)動(dòng)策略可以提高太陽能賽車的實(shí)用性和動(dòng)力學(xué)；輪轂電機(jī)結(jié)合制動(dòng)能量回收技術(shù)可以提高能量的利用效率。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
太陽能賽車動(dòng)力系統(tǒng)
本技術(shù)屬于光伏發(fā)電研究
，特別是涉及到一種應(yīng)用于太陽能賽車以提高其續(xù)駛里程的動(dòng)力系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)方法。
技術(shù)介紹
當(dāng)前，新能源汽車包括純電動(dòng)汽車、油電混合動(dòng)力汽車以及氫能源汽車和太陽能汽車等，其中太陽能以其清潔可再生而成為最具潛力的未來汽車驅(qū)動(dòng)形式。目前太陽能驅(qū)動(dòng)主要由于其光伏轉(zhuǎn)換設(shè)備效率低、所需光伏電板面積大而沒有在乘用車中得以廣泛運(yùn)用。但是，對(duì)于特種車輛而言，完全有可能利用太陽能驅(qū)動(dòng)形式，經(jīng)過特別設(shè)計(jì)可以達(dá)到提高其續(xù)駛里程以及增加其動(dòng)力性能的目標(biāo)。近年來，太陽能賽車挑戰(zhàn)賽事日益增加，尤以澳大利亞太陽能汽車挑戰(zhàn)賽的規(guī)模和難度著稱。本技術(shù)主要針對(duì)該賽事規(guī)則要求，為參賽車輛特別設(shè)計(jì)動(dòng)力系統(tǒng)以提高其動(dòng)力性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)要解決的技術(shù)問題提供一種提高賽車?yán)m(xù)駛里程的太陽能動(dòng)力系統(tǒng)，主要從盡量增加光伏電板面積和提高光伏轉(zhuǎn)換效率的角度出發(fā)，協(xié)同太陽能賽車的總裝布置，設(shè)計(jì)賽車車身以及光伏電板隨動(dòng)裝置；為進(jìn)一步增加動(dòng)力性，該動(dòng)力系統(tǒng)還包括驅(qū)動(dòng)回路的設(shè)計(jì)和制動(dòng)能量回收技術(shù)。為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：一種提高賽車動(dòng)力性的太陽能動(dòng)力系統(tǒng)，包括車身頂板和側(cè)板以及駕駛艙，其特征在于：車身頂板和側(cè)板布置多晶硅光伏電池板陣列，駕駛艙表面鋪設(shè)太陽能薄膜電池，頂板和側(cè)板的每一塊光伏電池板陣列均設(shè)有角度可調(diào)隨動(dòng)機(jī)構(gòu)，隨動(dòng)機(jī)構(gòu)各由一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，隨動(dòng)機(jī)構(gòu)依據(jù)太陽光入射角度來調(diào)整光伏電池板，使光伏電池板盡量與太陽入射光線垂直，頂板前弧形攻角15°。所述賽車3個(gè)輪上均布置輪轂電機(jī)。還設(shè)有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)回路，光伏電池經(jīng)逆變器并穩(wěn)流穩(wěn)壓后直接驅(qū)動(dòng)輪轂電機(jī)。還設(shè)有制動(dòng)能量回收裝置，制動(dòng)時(shí)輪轂電機(jī)逆向工作為發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，一超級(jí)電容與蓄電池串聯(lián),從而能夠?qū)崿F(xiàn)快速吸儲(chǔ)電能。所述車身頂板設(shè)有4塊光伏電池板陣列，側(cè)板各設(shè)有一塊光伏電池板陣列。本技術(shù)的有益效果：可以充分利用車身表面布置光伏器件；光伏電板調(diào)節(jié)裝置可以有效提高光伏轉(zhuǎn)換效率，從而提高賽車動(dòng)力性；多元驅(qū)動(dòng)回路及驅(qū)動(dòng)策略可以提高太陽能賽車的實(shí)用性和動(dòng)力學(xué)；輪轂電機(jī)結(jié)合制動(dòng)能量回收技術(shù)可以提高能量的利用效率。附圖說明圖1為賽車的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為賽車側(cè)視圖（側(cè)板和駕駛艙部分）；圖3為車身頂板光伏電池隨動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)位置圖；圖4為車身側(cè)板光伏電池隨動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)位置圖；圖5為多元驅(qū)動(dòng)回路示意圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合附圖，對(duì)具體實(shí)施情況進(jìn)行詳細(xì)說明。參見圖1、圖2，一種提高賽車動(dòng)力性的太陽能動(dòng)力系統(tǒng)，包括車身頂板1和側(cè)板2以及駕駛艙3，車身頂板和側(cè)板布置多晶硅光伏電池板陣列，駕駛艙表面鋪設(shè)太陽能薄膜電池，在提高光伏電池板表面積的同時(shí)，設(shè)計(jì)太陽能光伏陣列的可調(diào)隨動(dòng)機(jī)構(gòu)，頂板和側(cè)板的每一塊光伏電池板陣列4均設(shè)有角度可調(diào)隨動(dòng)機(jī)構(gòu)，隨動(dòng)機(jī)構(gòu)各由一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，隨動(dòng)機(jī)構(gòu)依據(jù)太陽光入射角度來調(diào)整光伏電池板，使光伏電池板盡量與太陽入射光線垂直。調(diào)節(jié)策略是依據(jù)時(shí)刻即太陽的入射角而定，盡量提高光伏電板和入射光的垂直度。參見圖3、圖4，本實(shí)施例，車身頂板設(shè)有4塊光伏電池板陣列，側(cè)板各設(shè)有一塊光伏電池板陣列。參見圖5，賽車3個(gè)輪上均布置輪轂電機(jī)。以減輕動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)雜程度并有效減。還設(shè)有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)回路，光伏電池經(jīng)逆變器并穩(wěn)流穩(wěn)壓后直接驅(qū)動(dòng)輪轂電機(jī)。還設(shè)有制動(dòng)能量回收裝置，輪轂電機(jī)結(jié)合制動(dòng)能量回收策略，以達(dá)到充分利用能量提高能量利用效率的目的。一種提高賽車動(dòng)力性的太陽能動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：1)首先結(jié)合整車總裝方案，設(shè)計(jì)太陽能賽車車身外形，以盡可能大地增加表面積為設(shè)計(jì)目標(biāo)，增設(shè)側(cè)板，同時(shí)結(jié)合CFD方法分析比較車身外形的空氣動(dòng)力學(xué)性能，優(yōu)化并最終確定頂板、側(cè)板和駕駛艙的尺寸及攻角參數(shù)；結(jié)合空氣動(dòng)力學(xué)仿真分析，確定車身頂板、側(cè)板以及駕駛艙的結(jié)構(gòu)形式及尺寸參數(shù)，如圖2所示；頂板長(zhǎng)度4500mm、寬度1800mm、頂板前弧形攻角15°，駕駛艙頂部到側(cè)板底邊距離600mm。2)車身頂板和側(cè)板布置多晶硅光伏電池板陣列，分別布置在頂板的四個(gè)方位和左右側(cè)板各一個(gè)，參見圖3、圖4，頂板分為4個(gè)陣列，側(cè)板各為一個(gè)陣列；駕駛艙表面鋪設(shè)太陽能薄膜電池。為頂板和側(cè)板的光伏電池設(shè)計(jì)可調(diào)隨動(dòng)裝置，隨動(dòng)機(jī)構(gòu)各由一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，使光伏電池板盡量與太陽入射光線垂直，調(diào)整方法是根據(jù)太陽光入射角度來調(diào)整光伏電池板，以盡量提高光伏電板與太陽光入射的垂直度。3)參見圖5，進(jìn)行多元驅(qū)動(dòng)回路及驅(qū)動(dòng)策略設(shè)計(jì)：光伏電池經(jīng)逆變器并穩(wěn)流穩(wěn)壓后直接驅(qū)動(dòng)輪轂電機(jī)，光照充分且發(fā)電有盈余時(shí)，盈余部分對(duì)蓄電池進(jìn)行充電；光照不充分或動(dòng)力需求大時(shí)，蓄電池協(xié)同光伏電池板共同工作驅(qū)動(dòng)電機(jī)；蓄電池也可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作；4)太陽能賽車采用輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，省卻眾多機(jī)械部件部件，節(jié)省空間并減輕賽車重量；賽車3個(gè)輪上均布置輪轂電機(jī)，以使賽車的機(jī)械傳動(dòng)部分大大簡(jiǎn)化并減輕重量。5)輪轂電機(jī)結(jié)合制動(dòng)能量回收方案：考慮到能量充分利用以提高動(dòng)力性，制動(dòng)時(shí)輪轂電機(jī)可逆向工作為發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，將一超級(jí)電容與蓄電池串聯(lián)從而能夠?qū)崿F(xiàn)快速吸儲(chǔ)電能。輪轂電機(jī)結(jié)合制動(dòng)能量回收裝置，可以將制動(dòng)能量回收至蓄電池，從而達(dá)到充分利用能量、提高能量利用效率的目的。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種提高賽車動(dòng)力性的太陽能動(dòng)力系統(tǒng)，包括車身頂板和側(cè)板以及駕駛艙，其特征在于：車身頂板和側(cè)板布置多晶硅光伏電池板陣列，駕駛艙表面鋪設(shè)太陽能薄膜電池，頂板和側(cè)板的每一塊光伏電池板陣列均設(shè)有角度可調(diào)隨動(dòng)機(jī)構(gòu)，隨動(dòng)機(jī)構(gòu)各由一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，隨動(dòng)機(jī)構(gòu)依據(jù)太陽光入射角度來調(diào)整光伏電池板，使光伏電池板盡量與太陽入射光線垂直，頂板前弧形攻角15°。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種提高賽車動(dòng)力性的太陽能動(dòng)力系統(tǒng)，包括車身頂板和側(cè)板以及駕駛艙，其特征在于：車身頂板和側(cè)板布置多晶硅光伏電池板陣列，駕駛艙表面鋪設(shè)太陽能薄膜電池，頂板和側(cè)板的每一塊光伏電池板陣列均設(shè)有角度可調(diào)隨動(dòng)機(jī)構(gòu)，隨動(dòng)機(jī)構(gòu)各由一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，隨動(dòng)機(jī)構(gòu)依據(jù)太陽光入射角度來調(diào)整光伏電池板，使光伏電池板盡量與太陽入射光線垂直，頂板前弧形攻角15°。2.如權(quán)利要求1所述的一種提高賽車動(dòng)力性的太陽能動(dòng)力系統(tǒng)，其特征在于：所述賽車3個(gè)輪上均布置輪轂電機(jī)。3.如權(quán)利要求1或...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：肖寶蘭，沈元超，朱士堅(jiān)，施益斌，徐勇，張宇，孫樹禮，吳偉明，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：浙江大學(xué)城市學(xué)院，
類型：新型
國(guó)別省市：浙江,33