基本信息
- 项目名称：
- 多能源零污染混合动力车
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 汽车已经成为人们当前最主要的代步工具，但汽车的广泛使用带来了资源消耗及环境污染等问题。多能源零污染混合动力车采用驱动电机为车辆运行提供动力，利用太阳能和风能两种可再生清洁能源作为能量来源，使车辆不消耗石油等不可再生能源并没有任何排放。车辆主控制器能够协调太阳能电池及蓄电池组的能量分配，同时使车辆具有制动能回收的功能，进一步提高了能量利用效率。通过实验验证，多能源零污染混合动力车最高车速可以达到48公里每小时，零充电状态续驶里程52公里。在行驶过程中可以利用太阳能电池提供动力并蓄能，在泊车时可以使用太阳能电池和风能发电机给车辆蓄电池组充电，理论续驶里程无穷大。“多能源零污染混合动力车”综合考虑了环境保护，高效节能和实用可行等诸多问题提出未来新型车辆的解决方案。
- 详细介绍：
- 汽车已经成为人们当前最主要的代步工具，但汽车的广泛使用带来了资源消耗及环境污染等问题。多能源零污染混合动力车采用驱动电机为车辆运行提供动力，利用太阳能和风能两种可再生清洁能源作为能量来源，使车辆不消耗石油等不可再生能源并没有任何排放。车辆主控制器能够协调太阳能电池及蓄电池组的能量分配，同时使车辆具有制动能回收的功能，进一步提高了能量利用效率。通过实验验证，多能源零污染混合动力车最高车速可以达到48公里每小时，零充电状态续驶里程52公里。在行驶过程中可以利用太阳能电池提供动力并蓄能，在泊车时可以使用太阳能电池和风能发电机给车辆蓄电池组充电，理论续驶里程无穷大。“多能源零污染混合动力车”综合考虑了环境保护，高效节能和实用可行等诸多问题提出未来新型车辆的解决方案。 本项目首先通过计算机模拟技术应用前向仿真软件进行车辆匹配设计，然后根据计算结果进行整车部件选择和实际匹配，最后为保证车辆稳定安全运行设计了智能信息系统进行车辆监控及故障诊断。综上所述，我们的主要研究内容有： 1．“多能源零污染混合动力车”仿真匹配设计 2.“多能源零污染混合动力车”动力系统选型及匹配设计 3.“多能源零污染混合动力车”智能信息系统设计
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 汽车已经成为人们当前最主要的代步工具，但汽车的广泛使用带来了资源消耗及环境污染等问题。多能源零污染混合动力车采用驱动电机为车辆运行提供动力，利用太阳能和风能两种可再生清洁能源作为能量来源，使车辆不消耗石油等昂贵的不可再生能源并没有任何排放。车辆主控制器能够协调太阳能电池及蓄电池组的能量分配，同时使车辆具有制动能回收的功能，进一步提高了能量利用效率。通过实验验证，多能源零污染混合动力车最高车速可以达到48公里每小时，零充电状态续驶里程52公里。在行驶过程中可以利用太阳能电池提供动力并蓄能，在泊车时可以使用太阳能电池和风能发电机给车辆蓄电池组充电，理论续驶里程无穷大。“多能源零污染混合动力车”综合考虑了环境保护，高效节能和实用可行等诸多问题提出未来新型车辆的解决方案。 首先通过计算机模拟技术应用前向仿真软件进行车辆匹配设计，然后根据计算结果进行整车部件选择和实际匹配，最后为保证车辆稳定安全运行设计了智能信息系统进行车辆监控及故障诊断。综上所述，我们的主要研究内容有： 1．“多能源零污染混合动力车”仿真匹配设计 2.“多能源零污染混合动力车”动力系统选型及匹配设计 3.“多能源零污染混合动力车”智能信息系统设计
科学性、先进性
- “多能源零污染混合动力车”综合考虑了环境保护，高效节能和实用可行等诸多问题提出未来新型车辆的解决方案： (1)节能：本车利用太阳能、风能作为主要能源来源，电能驱动电动机作为驱动动力。并且在减速刹车时和滑行时能量可以被回收利用。与此同时，还采用了全新的plug-in概念，并且在其基础上改进了充电方式，完全利用风能发电机和太阳能电池所产生的电能为本车充电。同时建设性的提出了建立城市配套风能发电站的想法，通过城市里及周边的风能发电站为汽车进行充电，从而真正减少化石能源的使用。 (2)能源利用效率高：燃油汽车能量利用约为12.8%，大量能量以热的形式被浪费掉，频繁的启动、制动、怠速及大量的机械系统摩擦也消耗了许多能量。而本车采用电动机驱动，电能利用率高，并且电能在导线中传递时能量损失极少，所以能源利用效率较高。 (3)无污染：本车仅消耗电能，不排放碳氢化合物、一氧化碳、二氧化碳等物质，并且运行时无发动机噪声，可有效缓解城市中噪声污染和空气污染问题。
获奖情况及鉴定结果
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
作品可展示的形式
- 实物、产品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- “多能源零污染混合动力车”综合考虑了环境保护，高效节能和实用可行等诸多问题，多能源零污染混合动力车的实用特点及优势主要是： (1)节能 (2)能源利用效率高 (3)无污染 风能发电技术已经被广泛应用。太阳能电池技术的发展使光电转换效率已经大大提高而成本却大幅降低。电池技术的发展使电池的容量、寿命和成本问题逐步得到解决。以上这些技术的发展为多能源零污染混合动力车的实际应用提供技术保障。样车实验表明车辆具有较好的动力性并没有任何排放，为未来汽车的发展提供解决方案。
同类课题研究水平概述
- 从20世纪70年代后半期到80年代前半期，太阳能汽车在实验室诞生。1984年，世界首届电动汽车与太阳能车比赛在瑞士举行，成为了太阳能汽车赛事的始创者。世界太阳能汽车挑战赛是至今为止影响较大的太阳能汽车赛事之一。其规则最严格、距离最长。 众多汽车公司、科研院所及相关大学是参赛队伍的主要组成部分。赛事一般使用公路作为比赛线路。比赛用太阳能电池几乎全是晶体硅，并以单晶硅为主。学生参赛队使用电池的转换效率一般在14%～18%，企业的则在19%～23%。技术和资金充裕的队伍几乎全部使用了MPPT装置。这些赛事为太阳能汽车的发展提供了良好契机，同时也为各种新技术的开发和应用提供了一个良好的载体。 我国的太阳能汽车事业起步较晚，多数太阳能汽车的研制工作主要由各院校和科研院所进行。在我国国家知识产权局与太阳能相关的专利中，有很大一部分是与太阳能并网发电和太阳能热水器相关，直接与太阳能汽车相关的专利不多。总体有以下特点： (1)太阳能在汽车上应用一般只涉及汽车的辅助电源系统。太阳能电池所提供的能量只能用于车辆的电器、仪表等，或是对车载蓄电池进行充电。现今有部分量产车在其天窗顶部添加了太阳能电池，经控制器、逆变器驱动车载空调工作。 (2)所有以太阳能作为驱动能源的专利产品中，太阳能所占的能源比例份额太少。国内有把太阳能用于电动自行车，也有用于微型车的例子，但太阳能所能提供的能量只占到所需驱动能量的30%以下。 1996年，清华大学参照日本能登竞赛规范，研制了“追日”号太阳能汽车。该车使用转换效率为14%的矩形单晶硅电池阵列，在光照条件良好的状况下(地面日照强度为1000W/m2)，向直流永磁无刷电机提供800W的动力。结构上采用前二后一的三轮式布置，后轮驱动。最高车速达80km/h。“追日”号是我国第一代参加国际大赛的太阳能赛车。 2001年，上海交通大学设计制造了“思源”号太阳能电动车。该车长、宽、高分别为2100mm、860mm、800mm，满载质量400kg。其结构、动力系统与“追日”号相仿。但由于使用的是串联电阻的调速方式，其能量利用率低，车速仅20～36km/h，续航能力也有限。在2005年举办的第九届全国大学生“挑战杯”赛上，上海交通大学的又一太阳能车参加了比赛。这些尝试都预示着太阳能汽车正逐渐走向成熟。
