伸縮式電動車太陽能充電器設計

李慧平，方超

（商丘學院電子信息工程學院，河南商丘 476113）

0 引言

目前，市場上的電動車太陽能充電器，太陽能電池板都鑲嵌在箱體的表面，箱體的體積大、太陽能電池板受光面積小，太陽能電池板都是水平放置的，電池板水平放置時電池板效率很低。基于此，設計了一種可伸縮的電動車太陽能充電器，它采用了電腦桌上鍵盤臺的推拉原理，將2 塊太陽能電池板通過滑動槽與充電器外殼固定在一起，當使用時可以將充電器展開，不用時可以將其折疊起來，結構簡單，操作方便，太陽能電池板受光面積大，有效克服了上述存在的問題，此裝置已申請國家專利。

1 設計過程

1.1 方案擬定

根據太陽能充電器要求，該裝置的總體思路是采用了電腦桌上鍵盤臺的推拉原理，將上下層太陽能電池板通過滑動裝置與充電器外殼固定在一起，充電器外殼與充電器固定板之間通過合頁和支撐桿連接，外置太陽能電池板鑲嵌在充電器外殼的表面。使用時，上層太陽能電池板與下層太陽能電池板從充電器外殼中拉出，支撐桿打開；當不使用時，將其收縮折疊起來。其特征是當上層太陽能電池板與下層太陽能電池板從充電器外殼中拉出或縮回時，滑動塊在滑動槽中滑動，電池板的受熱面積增大3 倍。

1.2 2 設計思路

通過理論分析和試驗證明，當太陽能電池板與太陽光成30°～45°夾角時，此時太陽能電池的效率最高。該充電器結構采用液壓缸為動力的支撐桿，適時對電池板進行角度調整。充電器固定板與充電器外殼之間通過合葉和支撐桿連接，這樣使得充電器與陽光的夾角處于理想角度之間。上下層太陽能電池板借助鍵盤臺的推拉原理進行收縮，同時充電器的外殼鑲嵌外置太陽電池板，這樣使得充電器展開前體積很小，展開后受光面積很大。本裝置有效地解決了太陽能充電器體積大、受光面積小、太陽能電池水平放置等問題。

2 工作原理

電動車太陽能充電器結構圖如圖1 所示，由上層太陽能電池板1、下層太陽能電池板6、外置太陽能電池板5、充電器外殼4、充電器固定板3、合葉2、支撐桿7、滑動槽8、滑動塊9 組成。在上層太陽能電池板和下層太陽能電池板之間安有滑動塊，滑動塊安裝在滑動槽中，滑動槽安裝在充電器外殼內部的兩個側面上。外置太陽能電池板鑲嵌在充電器外殼表面，充電器固定板與充電器外殼之間通過合葉和支撐桿連接。充電器固定板可以利用螺紋連接件固定在電動三輪車的車箱上。當使用時，上層太陽能電池板與下層太陽能電池板可以從充電器外殼中拉出，支撐桿打開；當不使用時，可以將其折疊起來。當上層太陽能電池板與下層太陽能電池板從充電器外殼中拉出或縮回時，滑動塊在滑動槽中運動，滑動塊的形狀可以是圓柱形，長方體形，也可以是凹槽形的，滑動槽的結構是一個凹形槽。

圖1 太陽能充電器的展開結構圖

3 結構特點

1）結構簡單、緊湊、實用，操作方便，造價低廉，易于安裝。

2）采用了支撐桿支撐，使得充電器與太陽能電池之間成最佳夾角，太陽能的效率更高。

3）上層太陽能電池板、下層太陽能電池板通過滑動裝置與充電器外殼連接，這樣使得充電器展開前體積小，展開后受光面積大。

4）外置太陽能電池板鑲嵌在充電器外殼的表面，使得充電器在陽光下不用展開都能為電動車充電，只不過展開后的功率更大。

5）該充電器采用兩塊電池板抽拉、一塊電池板固定的結構，這樣使得充電展開后的面積是展開前的3 倍，同樣的體積，該充電器的功率可以是普通充電器功率的3 倍。

［1］呂麗紅.便捷式太陽能充電器的研究與設計［J］.科技風，2009（16）：234.

［2］方超.電動車太陽能充電器：中國，201330172028.X［P］.2013-10-09.