淺談微型太陽能房車系統(tǒng)設(shè)計(jì)

姜思宇 鞠振河

摘 要：房車從功能上看屬于可移動(dòng)的辦公和生活區(qū)域，是集“衣、食、住、行”于一體的新型車種，自問世以來廣受熱愛旅游人群的青睞，但目前常見的房車大多屬于高能耗產(chǎn)品，不符合我國“可持續(xù)發(fā)展”的戰(zhàn)略目標(biāo)。如何開發(fā)新能源房車，是目前房車領(lǐng)域研究人員的主要工作重心。本文中介紹的就是完全利用太能能光照作為能源來驅(qū)動(dòng)及工作的微型太陽能房車系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：微型；太陽能房車系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.071

1 國內(nèi)外房車的發(fā)展歷史

（1）國外研究現(xiàn)狀。國外房車的使用已經(jīng)有接近百年的歷史，一戰(zhàn)之后，美國的工業(yè)生產(chǎn)水平有了顯著的提高，一部分熱愛旅游的美國人將一些生活產(chǎn)品安置到汽車上，這是最早的房車雛形?，F(xiàn)今，房車的生產(chǎn)與銷售大多集中在歐美國家，占全球房車銷售市場的90%。目前房車主要分類為自行式房車與拖掛式房車。因?yàn)闅W美等國的天然氣使用較為普及，因此國外的房車的能源動(dòng)力大部分為天然氣[1]。

（2）國內(nèi)研究現(xiàn)狀。我國對于房車的研究歷史較短，房車在我國的發(fā)展只有短短十幾年，在對房車的研制上屬于起步階段，公路交通狀況不便于房車的使用。但隨著我國的經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，并借鑒國外的一些先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)后，一些汽車廠家已經(jīng)具備一定的生產(chǎn)制造能力，但因?yàn)槲覈废到y(tǒng)的狀況，燃?xì)庹緮?shù)量較少等問題，目前房車使用的能源仍然是石油等傳統(tǒng)能源，對環(huán)境造成一定的危害，所以研究太陽能房車的工作勢在必行。

2 車型與材料的選用問題

我國目前的汽車車身種類主要有兩種，一種是整體式，一種是車架式，車架式車身中的車架是一個(gè)獨(dú)立的部分，發(fā)動(dòng)機(jī)、懸架等裝置都固定在車架上，但隨著汽車生產(chǎn)技術(shù)、裝配技術(shù)的不斷發(fā)展，整體式車身逐漸成為主流，它是有沖壓成不同形狀的板件焊成的一個(gè)整體，便于內(nèi)部優(yōu)化結(jié)構(gòu)。所以在車身種類上選擇整體式，材質(zhì)為鎂鋁合金。微型太陽能房車的設(shè)計(jì)選用自行式房車，根據(jù)我國的公路路況以及駕駛者的喜愛選擇對C型房車（自行式房車分為A、B、C型房車，車身長度分別為15米、4至6米、6至8米）進(jìn)行擴(kuò)大該型作為微型房車的整體構(gòu)型[2]，長寬高分別為5.8米、2.2米、2.65米。軸距為3.38米。在車皮材料的選擇上要考慮到太陽能房車的輕便性與性價(jià)比的特點(diǎn)，傳統(tǒng)鋼板不利于大面積的使用，所以在車皮材料的選擇上選用碳纖維板材，碳纖維材料是一種新型的工業(yè)材料，它具有拉伸強(qiáng)度高、耐腐蝕、抗震、沖擊性能等性能。在車身造型的設(shè)計(jì)上，首先整體性要強(qiáng)，在安裝太陽能電池板時(shí)，要注重安裝的質(zhì)量問題，整體為長方形，便于內(nèi)部空間的安排，還有利于電池板的裝載。車頭采用流線型，滿足了空氣動(dòng)力學(xué)，減少了行車阻力。

3 車內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)

在進(jìn)行車內(nèi)環(huán)境布置設(shè)計(jì)時(shí)，需要設(shè)計(jì)師具有一定的“人機(jī)工程學(xué)”知識，該學(xué)科注重的是使用者的用戶體驗(yàn)，分析人、設(shè)備、環(huán)境三者之間的聯(lián)系，使微型太陽能房車內(nèi)部環(huán)境給用戶一種舒心愉悅的感覺。要保證用戶的舒適度，首先要進(jìn)行溫度、濕度的控制，房車內(nèi)部受外界環(huán)境與內(nèi)部設(shè)備運(yùn)作等的影響較大，所以房車內(nèi)要有一定的溫、濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，保證舒適度的第二點(diǎn)是照明系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)，在光學(xué)工程領(lǐng)域，分析人在不同時(shí)間段對光源的要求與適應(yīng)度對照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。其次，再對司機(jī)行車時(shí)的采光問題進(jìn)行分析，車裝玻璃要盡量的大，保證司機(jī)的視野，在房車內(nèi)部，可以采用智能的光源供給系統(tǒng)，根據(jù)外界環(huán)境的變化進(jìn)行改變，保證光源的舒適。在色彩環(huán)境的選擇上，不同的人群對顏色有著不同的要求，但在房車內(nèi)部設(shè)計(jì)上，一般采用在休閑區(qū)與用餐區(qū)選用冷色系的顏色，有助于用戶心情的平復(fù)，在工作區(qū)選用暖色系的顏色，調(diào)動(dòng)起用戶的積極性。在對噪音的防控上分為對房車內(nèi)部噪音與外部噪音的防控，對外部噪音的防控可以選擇一些隔音效果好的材料進(jìn)行安裝，對內(nèi)部噪音的防控上，可以將汽車的動(dòng)力源與房車內(nèi)部的休閑區(qū)拉開距離[3]。

4 車載光伏系統(tǒng)選擇與匹配

車載光伏系統(tǒng)的選擇與匹配工作十分重要，在太陽能電池板的選擇上，我國的太陽能電池板已經(jīng)發(fā)展的較為成熟，常見的為晶體硅材料電池板與非晶硅電池板如薄膜太陽能電池與有機(jī)太陽能電池?？紤]到供電的效率與成本問題，選用發(fā)電效率高、性價(jià)比較高的薄膜太陽能電池板，該太陽板可以在弱光情況下穩(wěn)定發(fā)電。在蓄電池的選型上，我們可以參考2017年德國制造的太陽能電動(dòng)房車e-home，該車的續(xù)航超過100英里，在Iveco Daily電動(dòng)底盤上建立一個(gè)由液冷三相80kW交流電機(jī)和功率為80kW和91千瓦時(shí)電池組組成的動(dòng)力總成，支持直流快充和交流慢充。在房車內(nèi)部電器的選擇上，需用具備一定的人性化[4]，必備的電腦、冰箱、電磁爐、燈管等在大小、尺寸上要滿足房車的整體結(jié)構(gòu)，不可以占用大量的空間，不同區(qū)域的燈管數(shù)量要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行安排。

5 總結(jié)

自改革開放以來，我國的社會(huì)經(jīng)濟(jì)有了顯著的進(jìn)步，但隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，依靠高耗能產(chǎn)業(yè)拉動(dòng)GDP的弊端逐漸顯現(xiàn)，能源消耗問題成為了國家的主要關(guān)注對象，傳統(tǒng)能源的儲備有限且屬于不可再生資源，高能耗的工業(yè)生產(chǎn)還對環(huán)境造成了破壞，因此發(fā)展新能源對我國的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等方面的提高有著巨大的作用。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)是我國較為成熟的新能源技術(shù)，將該技術(shù)利用到房車的設(shè)計(jì)中對改善我國的生態(tài)結(jié)構(gòu)有著重要的影響。相信隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，未來的出行方式一定會(huì)變得更加綠色、環(huán)保。

參考文獻(xiàn)：

[1]王元良.太陽能材料器件及其在工業(yè)交通中的應(yīng)用[M].西南交通大學(xué)出版社，2013.

[2]鄒欣.汽車外形設(shè)計(jì)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

[3]李雪婷.試談“色彩的感知覺”在室內(nèi)設(shè)計(jì)的運(yùn)用[J].佳木斯教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2014（06）.

[4]陳金觀.太陽能輔助混合動(dòng)力房車傳動(dòng)系統(tǒng)匹配與控制策略研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2016.

作者簡介：姜思宇（1992-），女，吉林省吉林人，本科，研究方向：太陽能。