淺談微型太陽能房車系統設計

姜思宇 鞠振河

摘 要：房車從功能上看屬于可移動的辦公和生活區域，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品，不符合我國“可持續發展”的戰略目標。如何開發新能源房車，是目前房車領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動及工作的微型太陽能房車系統的整體設計。

關鍵詞：微型；太陽能房車系統；設計

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

1 國內外房車的發展歷史

（1）國外研究現狀。國外房車的使用已經有接近百年的歷史，一戰之后，美國的工業生產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品安置到汽車上，這是最早的房車雛形。現今，房車的生產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。因為歐美等國的天然氣使用較為普及，因此國外的房車的能源動力大部分為天然氣[1]。

（2）國內研究現狀。我國對于房車的研究歷史較短，房車在我國的發展只有短短十幾年，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。但隨著我國的經濟的不斷進步，并借鑒國外的一些先進經驗后，一些汽車廠家已經具備一定的生產制造能力，但因為我國公路系統的狀況，燃氣站數量較少等問題，目前房車使用的能源仍然是石油等傳統能源，對環境造成一定的危害，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獨立的部分，發動機、懸架等裝置都固定在車架上，但隨著汽車生產技術、裝配技術的不斷發展，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整體，便于內部優化結構。所以在車身種類上選擇整體式，材質為鎂鋁合金。微型太陽能房車的設計選用自行式房車，根據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）進行擴大該型作為微型房車的整體構型[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比的特點，傳統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材料，它具有拉伸強度高、耐腐蝕、抗震、沖擊性能等性能。在車身造型的設計上，首先整體性要強，在安裝太陽能電池板時，要注重安裝的質量問題，整體為長方形，便于內部空間的安排，還有利于電池板的裝載。車頭采用流線型，滿足了空氣動力學，減少了行車阻力。

3 車內環境設計

在進行車內環境布置設計時，需要設計師具有一定的“人機工程學”知識，該學科注重的是使用者的用戶體驗，分析人、設備、環境三者之間的聯系，使微型太陽能房車內部環境給用戶一種舒心愉悅的感覺。要保證用戶的舒適度，首先要進行溫度、濕度的控制，房車內部受外界環境與內部設備運作等的影響較大，所以房車內要有一定的溫、濕度調節系統，保證舒適度的第二點是照明系統的合理設計，在光學工程領域，分析人在不同時間段對光源的要求與適應度對照明系統的設計至關重要。其次，再對司機行車時的采光問題進行分析，車裝玻璃要盡量的大，保證司機的視野，在房車內部，可以采用智能的光源供給系統，根據外界環境的變化進行改變，保證光源的舒適。在色彩環境的選擇上，不同的人群對顏色有著不同的要求，但在房車內部設計上，一般采用在休閑區與用餐區選用冷色系的顏色，有助于用戶心情的平復，在工作區選用暖色系的顏色，調動起用戶的積極性。在對噪音的防控上分為對房車內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行安裝，對內部噪音的防控上，可以將汽車的動力源與房車內部的休閑區拉開距離[3]。

4 車載光伏系統選擇與匹配

車載光伏系統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發展的較為成熟，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太陽能電池?？紤]到供電的效率與成本問題，選用發電效率高、性價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定發電。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房車e-home，該車的續航超過100英里，在Iveco Daily電動底盤上建立一個由液冷三相80kW交流電機和功率為80kW和91千瓦時電池組組成的動力總成，支持直流快充和交流慢充。在房車內部電器的選擇上，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構，不可以占用大量的空間，不同區域的燈管數量要根據實際情況進行安排。

5 總結

自改革開放以來，我國的社會經濟有了顯著的進步，但隨著經濟的進步，依靠高耗能產業拉動GDP的弊端逐漸顯現，能源消耗問題成為了國家的主要關注對象，傳統能源的儲備有限且屬于不可再生資源，高能耗的工業生產還對環境造成了破壞，因此發展新能源對我國的經濟、環境等方面的提高有著巨大的作用。太陽能光伏發電技術是我國較為成熟的新能源技術，將該技術利用到房車的設計中對改善我國的生態結構有著重要的影響。相信隨著社會的不斷進步，未來的出行方式一定會變得更加綠色、環保。

參考文獻：

[1]王元良.太陽能材料器件及其在工業交通中的應用[M].西南交通大學出版社，2013.

[2]鄒欣.汽車外形設計[M].化學工業出版社，2011.

[3]李雪婷.試談“色彩的感知覺”在室內設計的運用[J].佳木斯教育學院學報，2014（06）.

[4]陳金觀.太陽能輔助混合動力房車傳動系統匹配與控制策略研究[D].哈爾濱工業大學，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。