新能源汽车技术教学作者张金柱主编第九章节太阳能汽车课件(537KB).pptVIP

太阳能汽车的关键技术 4.车身轻量化 减小质量对于太阳能汽车动力性的提高是至关重要的，太阳能汽车车身材料的选择原则是轻量并能吸收碰撞能量。如Sun runner汽车的车架用铝合金制成，车身外覆盖件使用碳纤维玻璃钢，它的密度为0.93kg/m2，表面覆盖层是光滑的精细织物；采用结实的织物用作内饰；在外覆盖件和内饰之间是厚度为9.5～12.7mm的蜂窝状夹层，其密度为28.9kg/m2。 太阳能汽车实例 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 1 概 述 2 太阳能汽车的结构与原理 3 太阳能汽车实例 第九章 太阳能汽车 太阳能电池发电原理 太阳能电池的发电原理是基于半导体的光生伏特效应将太阳辐射能直接转换为电能。在晶体中电子的数目总是与核电荷数相一致，所以P型硅和N型硅是电中性的。如果将P型硅或N型硅放在阳光下照射，光的能量通过电子从化学键中被释放，由此产生电子空穴对，但在很短的时间内（在微秒范围内）电子又被捕获，即电子和空穴“复合”。 概 述 太阳能电池发电原理 对不同材料的太阳能电池，尽管光谱响应的范围是不同的，但光电转换的原理是一致的。如图所示，在P-N结的内静电场作用下，N区的空穴向P区运动，而P区的电子向N区运动，最后造成在太阳能电池受光面（上表面）有大量负电荷（电子）积累，而在电池背光面（下表面）有大量正电荷（空穴）积累。如在电池上、下表面引出金属电极，并用导线连接负载，在负载上就有电流通过。只要太阳光照不断，负载上就一直有电流通过。 概 述 太阳能电池发电原理 概 述 太阳能电池的特点 单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟，转换效率为15%～17%。 多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较，成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜电池，其转换率为12%～14%。 硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高；成本较单晶硅电池低，并且也易于大规模生产，但由于镉有剧毒，会对环境造成严重的污染。 概 述 太阳能电池的特点 砷化镓化合物材料具有十分理想的光学带隙以及较高的吸收效率，抗辐照能力强，对热不敏感，适合于制造高效单体电池。但是砷化镓材料的价格不菲，因而在很大程度上限制了砷化镓电池的普及。 铜铟硒薄膜电池适合光电转换，不存在光衰退问题，转换效率和多晶硅一样，具有价格低廉、性能良好和工艺简单等优点，将成为今后发展太阳能电池的一个重要方向。 概 述 太阳能电池的结构 在N型半导体的表面形成P型半导体，构成P-N结，即形成太阳能电池，形成的P区仅仅有1～3μm，太阳光照射到它的表面，透过P区达到P-N结处就能够产生电动势，产生的电压约为0.5V。太阳能电池电流的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。 概 述 太阳能电池的结构 概 述 车身和底盘 1．车身 太阳能汽车最具魅力的部分就是车身，光滑而又具有异域风情的外观是吸引人们眼球的重要部分。太阳能汽车是由若干主体部件组成的，由于没有统一的标准，每一辆太阳能汽车都各具特色。除了车子长度强制性要求的限制外，当我们设计太阳能汽车的主体时要让阻力达到最小值，而使太阳能与阳光的接触比达到最大值，且质量要尽量小，但安全系数尽量达到最高。 太阳能汽车的结构与原理 车身和底盘 2．底盘 最初的挑战是如何制造出一个高效的太阳能汽车底盘，从而使其强度和安全度达到最佳，并且质量最小。每千克的质量都需要足够大的能量使其在路面上移动，这就意味着要力求使车子的质量减到最小，而这个关键部位就是汽车的底盘。然而，安全是一项基本的要求，底盘必须具有严格的强度和安全系数要求。 太阳能汽车的结构与原理 车身和底盘 2．底盘 太阳能汽车的底盘通常有3种类型：空间框架结构、半单体横造或碳纤维和单体横造。 （1）空间框架太阳能汽车的底盘，使用一个焊接或保护管结构用于支撑装载或车体。这种车体质量小，但不能装载，合成的外壳可以将分离的底盘组装起来。 太阳能汽车的结构与原理 车身和底盘 2．底盘 （2）半单体横造或碳纤维太阳能汽车的底盘，使用合成横梁和空间隔开达到支撑装载的能力，而整合就不能支撑装载并承受一个整体的腹部底盘。 （3）单体横造太阳能汽车的底盘，使用躯体结构并用来支撑装载。 太阳能汽车的结构与原理 车身和底盘 3．所用材料 太阳能汽车中的复合材料得到广泛的应用。这种复合材料