电动汽车是用车载蓄电池作为动力源的汽车。太阳能电动车是当今最清洁、最有发展前景的绿环保汽车,它通过太阳能电池将太阳的光能转化为电能,存储在高能蓄电池中,用来驱动永磁电动机旋转,从而带动汽车行驶。作为一种新型的绿交通工具,它具有零排放、低噪声、能源补充来源广等很多优点。
目前,由于太阳能电池的转换效率还不能尽如人意,因此太阳能电动车只能用于短距离运输或者行驶速度较低的场合。
一、太阳能电动车的关键技术
太阳能电动车的应用技术涉及光电、电机、电子、控制、汽车工程、机
械、化学等各个方面。作为电动车密不可分的一部分,其应用技术可以归纳为五个主要方面:光电技术、车体技术、电力驱动技术、储能电池技术和能量管理系统技术。
1.光电技术
太阳能电动车的主要能量转换装置是太阳能电池,它是一种将太阳的光能直接转换成电能的半导体器件,目前使用的以光电效应工作的薄膜太阳能电池为主,以光化学效应工作的湿式太阳能电池还处于萌芽阶段。王瑞儿个人资料
太阳能电池可以从其性能指标、产量、价格等方面来评价,太阳能电池的性能指标有开路电压、短路电流、填充因子、光电转换效率等多个项目,其中最主要的指标是光电转换率。
最早问世的太阳能电池是单晶硅太阳能电池。用硅来制造太阳能电池,原料可谓不缺乏,但要提炼它却不是很容易。所以,人们在生产单晶硅太阳能电池的同时,又研究了多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池。事实上,可供制造太阳能电池的半导体材料有很多,因此除硅系列太阳能
电池外,还有硫化镉、砷化镓、铜铟硒
等多种类型的太阳能电池。
2.车体技术
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考虑到车体的有效利用率,以及
太阳能电池提供的电能是有限的,在
进行车体设计时,一方面应以减轻车
体的质量为主导思想,采用最轻质的
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材料来制造车架,有条件时甚至可以
使用航空材料;另一方面,应尽量降
低车体的风阻系数和轮胎的滚动阻
力,以此来减小车体的整体损耗,必
要时需进行风洞试验。
3.电力驱动技术
动力传动装置是太阳能电动车
的心脏,必须根据系统要求匹配其动
力特性和传动系统。电力驱动系统包
括三个方面,即:电动机技术、控制器
和功率电子器件。
无刷永磁直流电动机除了具有
有刷直流电动机优越的起动性能和
调速性能外,其最大的特点就是没有
换向器和由电刷组成的接触结构,因
而具有寿命长、噪音低、运行可靠、维
护简便等一系列优点,而且控制技术
成熟。更重要的是,无刷永磁直流电
动机具有功率密度高、转矩质量比大
等优异特性。因此,目前它最适合于
太阳能电动车系统的运行。
早在1917年,B oliger就提出用
整流管来代替有刷直流电动机的机
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械电刷,从而诞生了无刷直流电动机
龚蓓必的基本思想。1955年,美国的D.
Harrison等人首次申请了用晶体管
换向电路代替有刷直流电动机的机
械电刷的专利,标志着现代无刷直流
电动机的诞生。
无刷直流电动机系统按其反电
势波形和绕组电流的波形可分为方
波无刷直流电动机系统和正弦无刷
直流电动机系统。在上世纪60年代
末至70年代初,受功率开关器件、永
磁材料和驱动控制技术发展水平的
制约,当时的无刷直流电动机系统并
未进入实用阶段。
到了上世纪年代末8年代
初,由于高性能、低成本的第三代永
磁材料的出现,以及大功率全控型
AUTOMOBILE MAINTENANCE
新视野
5
汽车维修3
太阳能电动车关键技术及发展趋势
□吉林/梁天也唐明祥
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2007.