太陽(yáng)能節(jié)能汽車作品說(shuō)明書

《機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽〔課外〕》產(chǎn)品設(shè)計(jì)說(shuō)明書〔太陽(yáng)能節(jié)能汽車〕學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)10機(jī)械工程及自動(dòng)化4班小組成員黃嘉浩、郝首成、植俊杰、張運(yùn)達(dá)指導(dǎo)教師談毅競(jìng)賽名稱3D建模設(shè)計(jì)大賽提交日期2023年6月28日華南理工大學(xué)廣州學(xué)院任務(wù)書茲發(fā)給班學(xué)生《機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽〔課外〕》課程任務(wù)書，內(nèi)容如下：1.題目：太陽(yáng)能節(jié)能汽車2.應(yīng)完成的工程：〔1〕市場(chǎng)調(diào)研，確定設(shè)計(jì)方向〔2〕確定產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案〔3〕機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算〔4〕總結(jié)產(chǎn)品創(chuàng)新點(diǎn)和市場(chǎng)推廣價(jià)值〔5〕編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書3.參考資料以及說(shuō)明：［1］陶建軍·太陽(yáng)能電池組件的綜合應(yīng)用［2］吳琦·小型太陽(yáng)能電動(dòng)車的開發(fā)［3］史玉茜·綠色環(huán)保汽車-太陽(yáng)能汽車［4］張琪,黃東,鄭宏飛·太陽(yáng)能在汽車上應(yīng)用的前景與挑戰(zhàn)4.本任務(wù)書于2013年5月10日發(fā)出，應(yīng)于2013年06月28日前完成，然后提交給指導(dǎo)教師進(jìn)行評(píng)定。指導(dǎo)教師〔導(dǎo)師組〕簽發(fā)2013評(píng)語(yǔ)：總評(píng)成績(jī)：指導(dǎo)教師簽字：年月日目錄摘要2第一章：緒論31.1：設(shè)計(jì)背景31.2：設(shè)計(jì)意義31.3：市場(chǎng)調(diào)查及應(yīng)用前景4第二章：總體設(shè)計(jì)方案與分析52.1：引言52.2：總體方案設(shè)計(jì)52.3：工作原理的分析6第三章：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)63.1：車架設(shè)計(jì)63.2：控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)7第四章：創(chuàng)新點(diǎn)和推廣價(jià)值74.1：創(chuàng)新點(diǎn)74.2：市場(chǎng)推廣價(jià)值83.3：后期展望9參考文獻(xiàn)10摘要太陽(yáng)能汽車是一種靠太陽(yáng)能來(lái)驅(qū)動(dòng)的汽車。相比傳統(tǒng)熱機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車，太陽(yáng)能汽車是真正的零排放。正因?yàn)槠洵h(huán)保的特點(diǎn)，太陽(yáng)能汽車被諸多國(guó)家所提倡，太陽(yáng)能汽車產(chǎn)業(yè)的開展也日益蓬勃。我們團(tuán)隊(duì)希望可以將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能在儲(chǔ)電池中存起備用，用來(lái)推動(dòng)汽車的電動(dòng)機(jī)。由于太陽(yáng)能車不用燃燒化石燃料，所以不會(huì)放出有害物。關(guān)鍵詞：環(huán)保、節(jié)能第一章：緒論1.1：設(shè)計(jì)背景將太陽(yáng)能動(dòng)力應(yīng)用于汽車，將能夠有效降低全球環(huán)境污染。燃燒汽油的汽車是城市中一個(gè)重要的污染源頭，汽車排放的廢氣包括二氧化硫和氮氧化物都會(huì)引致空氣污染，影響我們的健康。現(xiàn)在各國(guó)的科學(xué)家正致力開發(fā)產(chǎn)生較少污染的電動(dòng)汽車，希望可以取代燃燒汽油的汽車。但目前電力一大局部來(lái)自于化石燃料的燃燒，使用電動(dòng)汽車會(huì)增加用電的需求，增加發(fā)電廠釋放的污染物。有鑒于此，我們團(tuán)隊(duì)希望可以將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能在儲(chǔ)電池中存起備用，用來(lái)推動(dòng)汽車的電動(dòng)機(jī)。由于太陽(yáng)能車不用燃燒化石燃料，所以不會(huì)放出有害物。1.2：設(shè)計(jì)意義太陽(yáng)不斷向宇宙空間輻射出巨大的能量，其內(nèi)部的熱核反響足以維持6×1010年。從資源角度看，我國(guó)擁有豐富的太陽(yáng)能資源，我國(guó)陸地面積接收的太陽(yáng)能的總量在3．3×1010到8．6×1010kJ／m2·a之間，其總量相當(dāng)于24000億噸煤，全國(guó)總面積2／3地區(qū)日照時(shí)間都超過(guò)2000h／a。太陽(yáng)輻射到地球大氣層的能量約3．75×1026w，每秒的輻射量相當(dāng)于500萬(wàn)噸煤。即使把地球外表0．1％的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)為電能，轉(zhuǎn)化率為5％，那么每年發(fā)電量也可達(dá)5．6×1012kW·h，相當(dāng)于目前全世界能耗的40倍?？梢姡谒行屡d的能源中，太陽(yáng)能具有十分高的利用價(jià)值。所以說(shuō)，從未來(lái)世界的汽車開展來(lái)看，把太陽(yáng)能運(yùn)用到汽車上具有十分廣闊的前景，太陽(yáng)能汽車將成為未來(lái)汽車行業(yè)的開展潮流。1.3：市場(chǎng)調(diào)查及應(yīng)用前景太陽(yáng)能是取之不盡、用之不竭的清潔能源，即可免費(fèi)使用也無(wú)需運(yùn)輸、無(wú)需包裝，沒有平安隱患，更無(wú)毒副作用，對(duì)環(huán)境沒有任何污染，所有利用好太陽(yáng)能是一個(gè)非常重要的戰(zhàn)略措施，光熱、光電、光化學(xué)是最直接利用太陽(yáng)能的有效途徑，怎樣最大限度地利用好太陽(yáng)能是擺在科學(xué)界最有價(jià)值的課題。以太陽(yáng)能作為驅(qū)動(dòng)能源的專利產(chǎn)品中,太陽(yáng)能所占的能源比例份額太少。國(guó)內(nèi)有把太陽(yáng)能用于電動(dòng)自行車,也有用于微型車的例子,但太陽(yáng)能所能提供的能量只占到所需驅(qū)動(dòng)能量的30%以下。太陽(yáng)能汽車作為新的事物正在不斷的貼近人們的生活,雖然它的開展仍存在著很多技術(shù)上的挑戰(zhàn)，但不可否認(rèn)的是在不可再生能源日益匱乏的今天，太陽(yáng)能汽車是未來(lái)新能源應(yīng)用的佼佼者。相信在不久的將來(lái)，太陽(yáng)能定會(huì)在汽車上逐漸應(yīng)用普及，利用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)汽車完全可行,太陽(yáng)能汽車可以應(yīng)用于高爾夫球場(chǎng),露天游樂場(chǎng)觀光車,大型野外動(dòng)物園觀光車,園林草坪修剪效勞車。在全球倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保的時(shí)代，太陽(yáng)能的廣泛應(yīng)用不僅能為人們生活帶來(lái)便利，也會(huì)給我們賴以生存的地球帶來(lái)和諧的開展。第二章：總體設(shè)計(jì)方案與分析2.1：引言通過(guò)分析現(xiàn)有普通汽車和概念型太陽(yáng)能汽車的特點(diǎn)，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種新型太陽(yáng)能汽車以及其相關(guān)制造方法，同時(shí)經(jīng)過(guò)一系列計(jì)算與實(shí)驗(yàn)，按照設(shè)計(jì)方法制作出該新型太陽(yáng)能汽車。2.2：總體方案設(shè)計(jì)本車在技術(shù)上與現(xiàn)有普通汽車相比，采用的是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，具有高效的節(jié)能減排特點(diǎn)，不僅減少了現(xiàn)有化石燃料的消耗，同時(shí)也減少了有害氣體和二氧化碳的排放。本車和現(xiàn)有的太陽(yáng)能汽車相比，由于采用了環(huán)氧樹脂作車身和鋼架結(jié)構(gòu)車架，使本車比普通太能汽車更為輕便高效，同時(shí)還極大程度下低了本車的生產(chǎn)本錢，相比于普通太陽(yáng)能十多萬(wàn)的本錢，本車本錢僅缺乏三萬(wàn)，具有很好的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)?？紤]到節(jié)能減排的需求，本車采用綠色太陽(yáng)能，大輻度降低了化石能源的消耗，同時(shí)本車的生產(chǎn)過(guò)程所使用的材料絕大局部都可以回收再利用，不會(huì)造成環(huán)境污染，具有高效的節(jié)能減排性能。2.3：工作原理的分析驅(qū)動(dòng)電路充電電池穩(wěn)壓電路太陽(yáng)能電池板驅(qū)動(dòng)電路充電電池穩(wěn)壓電路太陽(yáng)能電池板第三章：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1：車架設(shè)計(jì)太陽(yáng)能汽車中，車架使用以將發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤和車身中各主要總成連成一個(gè)整體。在進(jìn)行太陽(yáng)能電動(dòng)車車架設(shè)計(jì)時(shí)，必須使其滿足以下的根本要求:〔1〕具有足夠的強(qiáng)度，保證太陽(yáng)能電動(dòng)車在任何工況下，車架的主要零部件不因受力而破壞?！?〕具有足夠的抗彎剛度，以免車架上的總成因變形過(guò)大而早期損壞?！?〕車架要有適宜的扭轉(zhuǎn)剛度?！?〕車架重量要輕，主要考慮到太陽(yáng)能的功率有限，又要保證一定速度，所以車架重量應(yīng)盡可能輕。3.2：控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制局部總體上分為能量控制、動(dòng)力控制、儀表顯示三個(gè)局部。(1)能量控制：包括太陽(yáng)能能量轉(zhuǎn)化，MPPT〔最大功率追蹤〕，蓄電池能量?jī)?chǔ)存和釋放。(2)動(dòng)力局部：整車的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，速度控制、倒車、剎車等根本控制功能。(3)儀表局部：包括太陽(yáng)能電池板工作電壓電流，蓄電池充放電電流和電壓，功率追蹤以及系統(tǒng)當(dāng)前工作狀態(tài)，行駛速度等。第四章：創(chuàng)新點(diǎn)和推廣價(jià)值4.1：創(chuàng)新點(diǎn)1．采用了清潔能源——太陽(yáng)能作為能量來(lái)源，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。2．車身設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到太陽(yáng)能汽車的運(yùn)行效率問題，車身結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，行車時(shí)受空氣阻力與地面阻力較小，極大限度地提高了太陽(yáng)能汽車的運(yùn)行效率。3．車身制造過(guò)程所用材料輕，強(qiáng)度高，制造過(guò)程中產(chǎn)生污染的小，且耗時(shí)短無(wú)需使用大型機(jī)床設(shè)備。4．采用不銹鋼方鋼管焊接的車架，不僅滿足了車架強(qiáng)度、剛度等方面的力學(xué)性能要求，而且大幅度減輕了車架重量和本錢。5．采用了立式桁架結(jié)構(gòu)〔目前根本沒有〕，在滿足了各方面要求的同時(shí)，還制作簡(jiǎn)單，同時(shí)方便了其他總成的布置與車身的結(jié)合，為駕駛員騰出了足夠的空間。4.2：市場(chǎng)推廣價(jià)值我們的太陽(yáng)能汽車正是使用太陽(yáng)能電池把光能轉(zhuǎn)化成電能，用來(lái)推動(dòng)汽車電動(dòng)機(jī)的汽車。因?yàn)椴挥萌加?，太?yáng)能汽車將不會(huì)排放污染大氣的有害氣體；沒有內(nèi)燃機(jī)，無(wú)需電子點(diǎn)火，只需踩踏加速踏板便可啟動(dòng)，利用控制器使車速變化，不需換擋、踩離合器，簡(jiǎn)化了汽車的駕駛，并且在行駛時(shí)聽不到汽車的轟鳴聲。不僅如此，它還有低消耗、高效用能的特點(diǎn)。一輛太陽(yáng)能汽車只需采用3-4平方米的太陽(yáng)電池組件便可行駛起來(lái)。傳統(tǒng)的燃油汽車在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中要遵守卡諾循環(huán)的規(guī)律來(lái)作功，熱效率比擬低，只有1/3左右的能量消耗在推動(dòng)車輛前進(jìn)上，其余2/3左右的能量損失在發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)鏈上。與傳統(tǒng)燃油汽車相比，太陽(yáng)能汽車的熱量轉(zhuǎn)換不受卡諾循環(huán)規(guī)律的限制，90%的能量都能用于推動(dòng)車輛前進(jìn)。而且，在都市行車中，為了等候交通信號(hào)燈，必須不斷的停車和啟動(dòng)，如果駕駛的是傳統(tǒng)的燃油汽車，不僅造成大量的能源浪費(fèi)，還加重了空氣污染。而太陽(yáng)能汽車，減速停車時(shí)，可以不讓電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)，大大提高了能源使用效率和減少了空氣污染。并且它還有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，在其壽命周期內(nèi)除了定期更換蓄電池以外，根本上不需日常保養(yǎng)，省去了傳統(tǒng)汽車必須經(jīng)常更換機(jī)油，添加冷卻水等定期保養(yǎng)的煩惱。3.3：后期展望在可持續(xù)開展的道路上，具備無(wú)污染、無(wú)噪音、耗能少、效率高、易于駕駛、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)越性的環(huán)保太陽(yáng)能汽車引起了人們的極大興趣。在世界能源日趨枯竭，環(huán)境問題不斷惡化的今天，太陽(yáng)能汽車產(chǎn)業(yè)必將得到迅猛開展。我