摘要：进入21世纪，科技迅速发展，人类的生产力迅猛提高，高楼大厦拔地而起，作为代价的则是各种不可再生资源例如化石燃料的巨大消耗，大自然向人类发出资源缺乏预警，人们开始不断加大对新能源的研究开发。在许多新能源中，太阳能作为一种永远不会枯竭的可再生能源进入了人类视野。其在汽车领域能够很好的发挥自己的能量。
关键词：汽车，太阳能技术，光伏电池，应用技术
现如今，空气污染问题引起了人们的强烈重视，北京等一线城市的雾霾情况十分严重，究其缘由，汽车尾气占有着一定比重。近年来，我国经济快速发展，国家综合实力稳步提升，大家纷纷使用汽车代步，这加大了对化石燃料的消耗，同时加大了环境污染，人们开始寻找新能源代替化石燃料，太阳能的出现让人们眼前一亮，太阳能汽车的出现也成为了可能。
1 太阳能在汽车领域中的优点
首先，太阳能是一种很好的可再生能源，采用太阳能资源，能够完全走出能源不够用的窘境。太阳能汽车利用光伏电池，把收集到的太阳能转化为电能，再用电能为汽车行驶提供动力。即使天气不好，也可以用它之前存储的电能让电动机继续工作。第二，太阳能汽车完全不需要化石燃料，这也意味着它没有内燃机来燃烧汽油等，绝不会有尾气污染的问题，它甚至能真正的做到零排放。它的优点也不局限于此，比如不会因为有巨大的引擎声而导致噪声污染。第三，太阳能汽车的能源效率较高，一般来说，达到大约3平方米的光伏电池组便可以保持汽车的行驶。相较于传统汽车，太阳能汽车的能量转化能力有着天壤之别，其效率可以达到90%，另外，太阳能汽车将会更便于驾驶，人们只需会最基本的技术，比如看后视镜、踩加速踏板、转动方向盘等，因为它没有电子点火，没有离合，没有换挡器，这对太阳能汽车面向大众推广来说有着极大的益处。第五，太阳能汽车也可以长时工作。太阳能汽车在阳光下行驶时，光伏电池进入工作状态持续不断为汽车提供动能，电池多发出的电能会储存在汽车的蓄电池中，在夜间行驶的时候，汽车就可以用蓄电池中的能量。遇到阴雨天，或者是蓄电池的电能储存量过低也不用担心，太阳能汽车可以直接充电。第六，太阳能汽车的制造难度要简单很多，很多部件都被去除了，值得注意的也就是它的电池，平时多观察电池，便可以让汽车保持在一个良好的工作状态。第七，太阳能汽车比传统汽车的体积更小，会更加的灵活，在交通状况差的地方能更好的通行。
2 太阳能在汽车领域中的具体应用分析
2.1 以太阳能为动力的应用分析
将太阳能用作动力的情况又可以划分成两类，一类是完全依靠太阳能为汽车提供动力的汽车，这种汽车依靠光伏电池发电，把太阳能转化成电能为汽车提供所有的动力，不借助其他的能量。目前的汉能已经发布了相关的全太阳能汽车，并宣称每年能够行驶两万公里。另外一种是既借助太阳能电池发出的电能，又使用其他能源为汽车提供动力的混合能源汽车。太阳能汽车在以下五块有着太阳能相关技术的应用。第一块，光伏电池系统。太阳能汽车的核心组件之一便是它的电池。光伏电池一般分成两类，硅电池和砷化物电池。电池的差距在光电转化效率，值越高表明电池性能越好。市场上常见的光伏电池的转化效率普遍低于30%，硅电池在17%附近，汉能研制的新电池为砷化镓薄膜电池的转化率达到了31.6%。科研人员正在对光伏电池技术攻关，EERE的一组研究报告显示他们已经研制出了转化效率高达46.0%的电池，这将会大力推进太阳能汽车的研制步伐。
第二块，太阳能汽车的动力系统。它含有电动机及发动机控制器等，在电动机的选用方面，为了提高工作效率，一般使用的是双线圈直流无刷电机，有的甚至采用永磁电动机。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其效率都比较高，普遍能到达90%，价格也更高的永磁电机能达到98%。发动机控制器就是用来控制发动机的工作状态，调节太阳能电池的电力供应，以最高的效率利用光伏电池发出的电能，尽可能的利用每一份太阳能。
第三块，太阳能汽车的车身结构设计。如传统汽车一样，太阳能汽车的车身也要考虑空气阻力的影响，其车身会设计成流线型，另外为了尽量增大车上光伏电池的面积，获得更多的太阳能获取量，其又会偏向与设计成扁平的外形。在设计完成之后，科研人员将建立模型，并经过风洞实验验证可行性，他们还会在计算机中进行大量的实验来确定最终的选择。
第四块，驱动。为了让汽车在高效工作的同时满足人们对于平稳的要求，太阳能汽车采用轴式驱动，会减少很多的传送设备，能够很好的利用能源，降低中途对能源的消耗。
第五块，蓄电池的选择。两种电池是必需品，一种是光伏电池，另一种尤为重要的就是蓄电池了。在没有太阳的情况下，太阳能汽车的能量只有蓄电池里储存的电能，可以说，蓄电池便是太阳能汽车的第二个心脏。蓄电池的种类繁多，其中锂电池的性能较好，而太阳能汽车对蓄电池的性能要求极高，常见的太阳能汽车大都会将锂电池作为考虑对象。
2.2 以太阳能发电为汽车非驱动设备供电
太阳能汽车的发展仍处于较早阶段，全太阳能汽车的推广还需要等待，为了尽快发展太阳能技术节约能源、保护环境，改善人们的驾车环境，太阳能可以在汽车上进行以下应用。首先，传统汽车的车顶在平时几乎没有什么用处，我们不妨在车顶的窗户下装一块光伏电池组，发出的电可以为其他用电设备供电，比如可以为空调提供电力，这样，即使在烈阳高照的夏天停车熄火，也不会热。手机等设备没电了也不用担心冲不上电。另外，光伏电池发电也可以给汽车的蓄电池充电，防止蓄电池出现没电的现象。
3 太阳能在汽车领域发展的前景
目前，太阳能汽车的发展已经进入了全新阶段，但整体来说，产业的制造能力还是有限，核心技术例如光伏电池转化率仍在瓶颈期急需攻破，由此导致的问题则是太阳能汽车价格居高不下。好消息是太阳能汽车产业已经有了新的进步，汉能全太阳能汽车便是典范，科研人员也正在对核心技术加紧攻关，相信太阳能汽车的普及已经离我们不远了。
4 结语
在对太阳能汽车的工作原理、汽车结构及发展前景的分析后，我们认为，科技日益进步，太阳能作为一种可再生资源，在未来将会代替化石燃料为汽车提供能量，能够解决资源不足问题，极大地缓解环境污染问题，太阳能汽车定能在不远的未来普及大众。
参考文献：
[1] 黄安华：清洁汽车- 中国未来汽车发展的主流[J].世界汽车，2005（5）：12～14。
[2]赵云峰，万杰，朱自萍，陈俊，乐志国，马芳武，丁勇，赵福全. 太阳能电池在汽车上的应用分析[J]. 农业装备与车辆工程. 2011（04）。
[3] 胡兴军.探索中的太阳能汽车[J].交通与运输。
[4] 陈全世，信继欣. 中国电动车辆研究与开发[M]. 北京理工大学出版社，2005。
[5] 冯逸，陈礼璠，杜爱民. 太阳能汽车发展现状及其实用化对策研究[J]. 上海汽车. 2006（12）。
论文作者:王灿
论文发表刊物:《基层建设》2017年第32期
论文发表时间:2018/2/26
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