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关于太阳能三轮电动车研究与设计
李博文王志坤刘自成
（德州学院杭电工程学院，山东德州253023）
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摘要：本作品，从保护环境、节约资源的角度出发，遵循"创新、科学、先进、实用、效益、环保”的指导方针，严格按照科学创新、技术先进、能源低耗、污染低排、控制投资的要求，确保本项目科学创新、技术先造、质量优良、保证造度、节省投资、增进效益，充分利用技术成热和先遗经验的条件，实现降低投资成本，增遗经济效益的目标，目前已实现了市场化的推广。
关键词：太阳能；电池板；电动三轮车；光电控制 1研制背景及意义
目前市场上的太阳能电动车价格较高，人们对太阳能电动车的防盗间题比较重视，现如今的太阳能电动车车体较大，无法放在地下室、储物间等普通电动车存放的地方，放在室外太阳能电池板容易被盗或损坏。针对这一间题，我们设计了这一款太阳能三轮电动车，太阳能三轮电动车实物图如图1所示，其太阳能模块及其支撑架模块可以进行方便的折叠拆卸，通过这可以方便人们对太阳能电动车的存放和安置。
2太阳能三轮电动车整体设计
该太阳能电动车的设计想法来自人们生活中出行时对清洁交
通工具的需求以及对新能源的利用。太阳能三轮电动车利用太阳能电池板进行发电，可节约有限的电力资源。白天，太阳能电池把光能转换成电能储存在动力电池中，再通过电流逆变器为电动车行驶供电。在晚上或者阴雨天的时候，可以利用家用交流电对其进行充电，确保太阳能电动车照常行驶。
2.1太阳能电池板模块
太阳能三轮电动车在路面上行驶时，一般会收到空气阻力、滚动阻力、轴承摩擦力、重力等。当需要加速或者爬坡时，还要受到加
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速阻力或坡道阻力等。
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公式中，P太阳能电池板的额定功率，KW。功率是车速三次方的函数，即增加很小的速度需要很大的功率，也就需要增加太阳电池板的面积和车身重量，所以根据实际情况，我们对太阳电池板的面积和功率通过计算平均车速进行选择
经以上理论计算最后选择单晶硅太阳能电池板，其有以下性能指标：
a.平均转换效率在15%以上，具有优良的弱光响应性能，符合 IEC61215和电气保护ⅡI级标准。b.太阳能电池板阵列的表面采用高透光绒面钢化玻璃封装，气密性、耐候性好，抗喷蚀。阳极氧化铝边框：机械强度高，具有良好的抗风性和防性，可在各种复杂恶劣的气候条件下使用.便于安装。e.太阳能电池板在制造时，进行了化学处理，表面做成了一个像金字塔一样的绒面，能减少反射达到更好地吸收光能的目的。d.太阳能电池板采用双栅线.这样安装使组件的封装的可靠性更高。太阳能电池板阵列抗冲击性能佳，符合 IEC国际标准。太阳能电池板阵列层之间采用双层EVA材料以及 TPT复合材料，组件气密性好，不容易老化。e.直流接线盒：采用密封防水、高可靠性多功能ABS塑料接线盒，这种接线盒的耐老化性能好；连接端采用易操作的专用插头，使用安全、方便、可靠。带有旁路二极管能减少局部阴影而引起的损害。f.工作温度：-40C~+90℃ 使用寿命可达20年以上，衰减小于20%。
2.2蓄电控制池模块
在太阳能三轮电动车发电体系中，充电控制器的基本作用是为蓄电池供给最佳的充电电压和电流，以便快速、安全、平稳、高效的为蓄电池进行充电，并且在充电过程中削减损耗、尽量延长蓄电池的使用寿命；同时保护蓄电池，防止过充电和过放电现象的发生。高级的控制器可以同时记录并显示系统各种重要数据，如充电电流电压等。由于蓄电池的循环充敏电次数及放电深度是决定蓄电池使用寿命的重要因素，因此能控制蓄电池组过充电或过放电的充放电控制器是必不可少的设备
控制器主要的功能如下：
图1太阳能三轮电动车实物图
a过充保护：防止蓄电池由于充电电压太高而造成损坏。b.过放保护：防止蓄电池由于放电到过低的电压面造成损坏。e.防反接功能：防止蓄电池及太阳能电池板因正负极接反而不能利用基至造成事故。d.防雷击功能：防止由于雷击而造成整个系统损坏。e.温度补偿：首要针对温差较大的地方，保证蓄电池处在最佳的充电效果。 f.定时功能：控制负载工作的时间，防止能源过多浪费。%过流保护：当负载过大或短路的时候，自动切断负载部分，保证系统安全运行 h.过热保护：当系统工作温度过高的时候，自动切断给负载供电，故障排除以后，自动恢复正常工作状态。i自动识别电压：对于不同的系统工作电压，自动识别，没必要另外设置。太阳能三轮电动车的逆变器能将储存在蓄电池中的直流电能转变成交流电（一般为 220v50HZ正弦或方波)然后由电动车充电器进行充电
2.3充电控制模块
2.3.1太阳能充电控制器，为我们自行设计开发的智能控制，配置有先进的MPPT(最大功率点跟踪)控制技术，内部采用的是高性能单片计算机，完成各种功能。晴天可以充电，多云可以充电，阴天也可以充电.基至雨天也可以充电综合下来比普通充电器能够多充30%以上的电量。2.3.2充电电流脉冲式设计，相对于以往的直流充电方式，更能够减缓电池的极化作用，从而更好的延长电池的使用寿命。2.3.3采取防倒流设计，即便是充电器侧发生短路等意外情况也不会影响到电池的安全。2.3.4充电控制器采取超低功耗设计，工作时低于0.5W，并且完全从太阳能获得电，完全不会消耗车内蓄电池电力。
3太阳能电池板面积、功率及电动车行驶里程分析
太阳能三轮电动车采用0.45平方米的太阳能电池板，额定功率为88W，持续光照情况下可以提升30%的续航能力。经试验，太阳能三轮电动车的蓄电池组充满电后，以25Km/h的速度在平缓公路上行驶，不打开太阳能电池板充电开关，可以骑行50Km左右，当打开太阳能电池板充电开关以后，可以增加至续航里程65Km。
4产品实用性分析
太阳能三轮电动车的成本在1200元左右，相比于目前市面上现有的几款三轮电动车价格低廉，结构简单，使用起来方便，更利于普及。并且太阳能三轮电动车利用太阳能电池板进行供电，不易损坏，充电与供电效果良好，践行了可持续发展的理念，更加便捷了人们的生活所需，也体现了人们对智能化的追求
参考文献
[1]史文库.太阳能电动车动力传动系参数匹配的基础研究[]].太阳能学报，2008
[2]曾盛.高建公路太阳能供电和风力供电技术应用[]交通科技与经济，2008