太阳能汽车是利用太阳能电池将太阳能转换为电能,并利用该电能作为能源驱动行驶的汽车,它是电动汽车的一种。
太阳能汽车主要由太阳能电池组、向日自动跟踪器、驱动系统、控制器和机械系统等组成。
1.太阳能电池组(图4-32)
图4-32 太阳能电池组
太阳能电池组是太阳能汽车的核心,由一定数量的单体电池串联或并联组成电池方阵;太阳能单体电池由半导体材料制成,当太阳光照射在该半导体材料上时,半导体的电子一空穴对被激发,形成“势垒”,也就是p—n结。由于势垒的存在,在p型层产生的电子向n型层移动而带正电,而在n型层产生的空穴向p型层移动而带负电,于是在半导体元件的两端产生p型层为正的电压,即形成了太阳能电池。太阳能电池的电流大小与太阳光照射强度的大小和太阳能电池面积的大小成正比。车用太阳能电池将很多太阳能电池排列组合成太阳能电池板,以产生所需要的大电流和高电压。太阳能电池工作原理如图4-33所示。
图4-33 太阳能电池工作原理
2.向日自动跟踪器
太阳能电池能量的多少取决于太阳能电池板接收太阳辐射能量的数量,由于太阳相对位置的不断变化,太阳能电池板接收的太阳辐射能量也在不断变化。向日自动跟踪器的作用就是保持太阳能电池板正对着太阳,最大限度地提高太阳能电池板接收太阳辐射能量的能力(太阳能汽车由太阳能电池板在向日自动跟踪器的控制下始终正对太阳,接收太阳光,并转换成电能,向电机供电,再由电机驱动汽车行驶,它实际上是一种电动汽车,其工作原理与串联式混合动力汽车基本相同)。(www.daowen.com)
太阳能汽车能量流动路径如图4-34所示。
图4-34 太阳能汽车能量流动路径
3.驱动系统
太阳能汽车采用的驱动电机主要有交流异步电机、永磁电机、直流电机等,其驱动系统与电动汽车基本相同。
4.控制器
控制器主要对太阳能电池组进行管理和对电机进行控制,其作用与电动汽车控制系统相同。
5.机械系统
机械系统主要包括车身系统、底盘系统和操纵系统等。太阳能汽车最具魅力的可以说是车身了。除满足汽车的安全和外形尺寸要求外,汽车的外形是没有其他限制的。一般来说,太阳能汽车的外形设计要使行驶过程中的风阻尽量小,同时又要使太阳能电池板的面积尽量大。太阳能汽车要求底盘的强度和安全度达到最大,而且重量尽量轻。
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