CN113200095B - 一种太阳能汽车车身及太阳能汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种太阳能汽车车身及太阳能汽车,涉及新能源汽车领域。该车身包括壳体和车架,壳体设置于车架外,壳体包括机翼形的上壳体以及间隔设置于上壳体底部的左下壳体和右下壳体,左下壳体和右下壳体均与上壳体连通,且左下壳体和右下壳体均呈鱼形。该车身,上壳体采用流线型的机翼结构,左下壳体和右下壳体均采用流线型的鱼形结构,对空气的阻力小,从而能够降低太阳能汽车的能耗;壳体的下方中间即左下壳体和右下壳体之间呈挖空结构,壳体的迎风面积小,重量轻,从而能够进一步减小对空气的阻力和进一步降低能耗。即,该车身通过减小风阻以及减轻重量,降低了能耗,从而能够延长太阳能汽车的续航里程,进而有利于太阳能汽车的发展和普及。

Description

一种太阳能汽车车身及太阳能汽车
技术领域
本发明涉及新能源车的技术领域,具体而言,涉及一种太阳能汽车车身及太阳能汽车。
背景技术
太阳能汽车靠太阳能驱动,能够实现真正的零排放,也正因如此,太阳能汽车被诸多国家所提倡,对太阳能汽车的研究也得到越来越多的重视。
但是,太阳能汽车的续航里程比较短,制约了其发展和普及。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种太阳能汽车车身,以解决现有技术中存在的太阳能汽车的续航里程比较短,制约其发展和普及的技术问题。
本发明提供的太阳能汽车车身,包括壳体和车架,所述壳体设置于所述车架外,所述壳体包括机翼形的上壳体以及间隔设置于所述上壳体底部的左下壳体和右下壳体,所述左下壳体和所述右下壳体均与所述上壳体连通,且所述左下壳体和所述右下壳体均呈鱼形。
进一步地,所述上壳体的顶部采用前宽后收结构。
进一步地,所述左下壳体和所述右下壳体两者的底部均采用前低后高结构。
进一步地,所述上壳体、所述左下壳体和所述右下壳体三者一体成型,且所述上壳体的左侧与所述左下壳体的左侧平滑过渡,所述上壳体的右侧与所述右下壳体的右侧平滑过渡。
进一步地,所述车架包括板件,所述板件包括两个主梁板、两个框架板和一个后侧板,两个所述主梁板间隔设置于所述太阳能汽车车身的中间部位,分别用于支撑所述左下壳体的内侧和所述右下壳体的内侧;两个所述框架板分别设置于两个所述主梁板的外侧,分别用于支撑所述太阳能汽车车身的左侧壳体和右侧壳体;所述后侧板连接于两个所述主梁板和两个所述框架板四者的后端;
所述板件均为两侧为多层碳纤维布、中间为NOMAX蜂窝件的夹心结构。
进一步地,所述车架还包括管件,所述管件包括顶梁、纵梁和底梁,所述顶梁连接于两个所述框架板的顶部之间,所述纵梁连接于所述顶梁和所述主梁板之间,所述底梁连接于所述框架板的底部和所述主梁板的底部之间;
所述管件均为碳纤维管。
进一步地,所述顶梁和所述纵梁均为方管,所述底梁为扁管。
本发明提供的太阳能汽车车身,能够产生以下有益效果:
本发明提供的太阳能汽车车身,上壳体采用流线型的机翼结构,左下壳体和右下壳体均采用流线型的鱼形结构,对空气的阻力小,从而能够降低太阳能汽车的能耗;壳体的下方中间即左下壳体和右下壳体之间呈挖空结构,壳体的迎风面积小,从而能够进一步减小对空气的阻力和进一步降低能耗;此外,挖空结构使得太阳能汽车的重量减轻,所以也能够降低太阳能汽车的能耗。即,本发明提供的太阳能汽车车身通过减小风阻以及减轻重量,降低了能耗,从而能够延长太阳能汽车的续航里程,进而有利于太阳能汽车的发展和普及。
本发明的第二个目的在于提供一种太阳能汽车,以解决现有技术中存在的太阳能汽车的续航里程比较短,制约其发展和普及的技术问题。
本发明提供的太阳能汽车,包括多个车轮、一个永磁同步轮毂电机、一个直流无刷轮毂电机以及所述的太阳能汽车车身,所述永磁同步轮毂电机安装于左后轮内,所述直流无刷电机安装于右后轮内,所述永磁同步轮毂电机与所述直流无刷轮毂电机独立驱动。
本发明提供的太阳能汽车,具有上述的太阳能汽车车身的全部优点,故在此不再赘述。
进一步地,包括两个电池箱,两个所述电池箱并联,且且每个电池箱均能够独立驱动。
进一步地,所述上壳体朝上的表面铺设有多个太阳能电池板,各所述太阳能电池板均配置有独立的太阳能控制器,至少两个所述太阳能电池板并联形成太阳能电池板组,各所述太阳能电池板组串联。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的太阳能汽车的壳体的底部视角的三维结构示意图;
图2为本发明提供的太阳能汽车的壳体的左视图;
图3为本发明提供的太阳能汽车的壳体的仰视图;
图4为本发明提供的太阳能汽车的壳体的俯视图;
图5为本发明提供的太阳能汽车的壳体的主视图;
图6为本发明提供的太阳能汽车的车架的三维结构示意图;
图7为本发明提供的太阳能汽车的局部结构示意图;
图8为本发明提供的太阳能汽车的太阳能电池板的排布示意图;
图9为本发明提供的太阳能汽车的太阳能电池板的连接示意图。
附图标记说明:
100-壳体;110-上壳体;120-左下壳体;130-右下壳体;
200-车架;210-主梁板;220-框架板;230-后侧板;240-顶梁;250-纵梁;260-底梁;
300-太阳能电池板;310-太阳能控制器;
410-轮毂电机;420-轮毂;430-轮胎。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本实施例提供一种太阳能汽车车身,如图1至图5所示,该太阳能汽车车身包括壳体100和车架200,壳体100设置于车架200外,壳体100包括机翼形的上壳体110以及间隔设置于上壳体110底部的左下壳体120和右下壳体130,左下壳体120和右下壳体130均与上壳体110连通,且左下壳体120和右下壳体130均呈鱼形。
本实施例提供的太阳能汽车车身,如图2、图3和图5所示,上壳体110采用流线型的机翼结构,左下壳体120和右下壳体130均采用流线型的鱼形结构,对空气的阻力小,从而能够降低太阳能汽车的能耗;壳体100的下方中间即左下壳体120和右下壳体130之间呈挖空结构,壳体100的迎风面积小,从而能够进一步减小对空气的阻力和进一步降低能耗;此外,挖空结构使得太阳能汽车的重量减轻,所以也能够降低太阳能汽车的能耗。即,本实施例提供的太阳能汽车车身通过减小风阻以及减轻重量,降低了能耗,从而能够延长太阳能汽车的续航里程,进而有利于太阳能汽车的发展和普及。
具体地,本实施例中,上壳体110可以严格采用机翼的结构。
具体地,本实施例中,如图4所示,上壳体110的顶部采用前宽后收结构。如此设置,既便于保证太阳能电池板300的铺设面积,又有利于气流的收尾。
具体地,本实施例中,如图2所示,左下壳体120和右下壳体130两者的底部均采用前低后高结构。如此设置,便于气流通过,同时有利于减小空气阻力。
具体地,本实施例中,继续如图2所示,上壳体110、左下壳体120和右下壳体130三者一体成型,且上壳体110的左侧与左下壳体120的左侧平滑过渡,上壳体110的右侧与右下壳体130的右侧平滑过渡。此种设置形式下,不论是一体成型的成型方式,还是表面平滑过渡的处理方式,均有利于保证壳体100表面的光滑度,从而有利于保证壳体100表面呈流线型,有利于减小气流与壳体100表面的摩擦以及减小空气阻力。
具体地,本实施例中,如图6所示,车架200包括板件,板件包括两个主梁板210、两个框架板220和一个后侧板230,两个主梁板210间隔设置于太阳能汽车车身的中间部位,分别用于支撑左下壳体120的内侧和右下壳体130的内侧;两个框架板220分别设置于两个主梁板210的外侧,分别用于支撑太阳能汽车车身的左侧壳体和右侧壳体;后侧板230连接于两个主梁板210和两个框架板220四者的后端;板件均为两侧为多层碳纤维布、中间为NOMAX蜂窝件的夹心结构,或者说“三明治结构”,其中,碳纤维布和蜂窝件粘接在一起。此种设置形式下,板件不仅强度高,能够更好地支撑壳体100以及对壳体100的座舱内的驾乘人员形成防护,而且重量轻,能够极大地减轻整个太阳能汽车的重量,从而能够大幅度地降低太阳能汽车的耗能,从而能够将能量更多地用于行驶以延长续航里程。
具体地,本实施例中,主梁板210设置有镂空结构,而框架板220则留有车门的安装口,以上结构均有利于进一步减轻整体的重量,从而进一步降低耗能。
具体地,本实施例中,继续如图6所示,车架200还包括管件,管件包括顶梁240、纵梁250和底梁260,顶梁240连接于两个框架板220的顶部之间,纵梁250连接于顶梁240和主梁板210之间,底梁260连接于框架板220的底部和主梁板210的底部之间;管件均为碳纤维管。各管件的设置对壳体100起到支撑作用,提高了车架200的整体强度,而采用碳纤维管,则在保证提高车架200强度的基础上,保证了太阳能汽车整体重量的轻量化。
具体地,本实施例中,顶梁240和纵梁250均为方管,底梁260为扁管。
具体地,本实施例中,板件与板件的连接处、管件与管件的连接处以及板件与管件的连接处,均可以使用铝合金连接件进行连接,既能够保证连接强度,又能够保证太阳能汽车的轻量化。
具体地,本实施例中,可以基于车架200的承力计算,在承力处预铺铝合金件作为固定筋,例如:前、后悬架固定在碳纤维板上,采用铝合金加强板协助定位和固定,而铝合金加强板的固定则可以通过胶粘和螺钉连接的方式。
本实施例还提供一种太阳能汽车,该太阳能汽车包括多个车轮、一个永磁同步轮毂电机(permanent-magnet synchronous motor,简称PMSM)、一个直流无刷轮毂电机(Brushless Direct Current Motor,简称BLDCM)以及上述的太阳能汽车车身,永磁同步轮毂电机安装于左后轮内,直流无刷电机安装于右后轮内,永磁同步轮毂电机与直流无刷轮毂电机独立驱动。如此设置,本实施例提供的太阳能汽车的驱动方式为双直驱轮毂电机耦合驱动。
具体地,本实施例中,永磁同步轮毂电机可以主要负责正常稳态巡航工况时的高效率驱动;而直流无刷轮毂电机则可以负责起步、加速和高速时动力性运行工况。两个轮毂电机结构尺寸相同,但工作点不同,根据工况匹配两个轮毂电机的转矩输出,可以实现全时高效驱动。
图7为本实施例提供的太阳能汽车的局部结构示意图,示出了轮毂电机410与车轮的设置形式,轮毂电机410可以为上述的永磁同步轮毂电机,也可以为上述的直流无刷轮毂电机,具体地,轮毂电机410安装于车架200,输出轴与车轮的轮毂420固定连接,轮胎430安装于轮毂420的外周。
具体地,本实施例中,包括两个电池箱,两个电池箱并联,且每个电池箱均能够独立驱动以及自动匹配工作。
更具体地,每个电池箱具有独立的电池管理系统以及可调风冷和继电器控制装置,从而可以根据要求实现单箱工作或双箱共同工作。此种设置形式下,当一个电池箱出现故障时,可智能切断,而另一个电池箱可以继续工作,从而能够保证太阳能汽车的续航里程;此外,相对于一个体积庞大的电池箱,两个相对较小的独立电池箱,便于拆装,且充电时,可以两个电池箱同时独立充电,从而能够缩短充电时间。
更具体地,电池箱的电池管理系统可以具有CAN(Controller Area Network,控制器局域网络)通信自动识别功能,先连接VCU(Vehicle control unit,整车控制器)者为主电池箱,后连接VCU者为从电池箱,而当两者并联工作时,由主电池箱负责与上位整车控制器协调电量和充电功能。以上电池管理系统的功能实现采用现有技术,故在此不再赘述。
具体地,本实施例中,如图8和图9所示,上壳体110朝上的表面铺设有多个太阳能电池板300,各太阳能电池板300均配置有独立的太阳能控制器310,两个太阳能电池板300并联形成太阳能电池板组,各太阳能电池板组串联。此种设置形式下,单个太阳能电池板300出现故障时,太阳能汽车仍然能够继续行驶,从而能够保证续航里程。
更具体地,本实施例中,如图9所示,太阳能汽车采用可组合式车载单晶硅太阳能电池板发电系统,太阳能电池板300分为十组,两并五串,即十组太阳能电池板300两两并联后再串联,每组采用独立的MPPT(Maximum Power Point Tracking,最大功率点跟踪)控制器,单组电池板损坏时,可以通过调整组合连接,继续工作。
需要说明的是,在本申请的其他实施例中,每组太阳能电池板组中太阳能电池板300的数量不限于两个,还可以为其他数量,例如:每组太阳能电池板组中太阳能电池板300的数量为三个。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种太阳能汽车车身,其特征在于,包括壳体(100)和车架(200),所述壳体(100)设置于所述车架(200)外,所述壳体(100)包括机翼形的上壳体(110)以及间隔设置于所述上壳体(110)底部的左下壳体(120)和右下壳体(130),所述左下壳体(120)和所述右下壳体(130)均与所述上壳体(110)连通,且所述左下壳体(120)和所述右下壳体(130)均呈鱼形;
所述上壳体(110)的顶部采用前宽后收结构;所述上壳体(110)朝上的表面用于铺设太阳能电池板(300);所述太阳能汽车的座舱位于所述上壳体(110)内,且位于所述太阳能电池板(300)的下方;
所述左下壳体(120)和所述右下壳体(130)两者的底部均采用前低后高结构;
所述车架(200)包括板件,所述板件包括两个主梁板(210)、两个框架板(220)和一个后侧板(230),两个所述主梁板(210)间隔设置于所述太阳能汽车车身的中间部位,分别用于支撑所述左下壳体(120)的内侧和所述右下壳体(130)的内侧;两个所述框架板(220)分别设置于两个所述主梁板(210)的外侧,分别用于支撑所述太阳能汽车车身的左侧壳体和右侧壳体;所述后侧板(230)连接于两个所述主梁板(210)和两个所述框架板(220)四者的后端;
所述板件均为两侧为多层碳纤维布、中间为NOMAX蜂窝件的夹心结构。
2.根据权利要求1所述的太阳能汽车车身,其特征在于,所述上壳体(110)、所述左下壳体(120)和所述右下壳体(130)三者一体成型,且所述上壳体(110)的左侧与所述左下壳体(120)的左侧平滑过渡,所述上壳体(110)的右侧与所述右下壳体(130)的右侧平滑过渡。
3.根据权利要求1所述的太阳能汽车车身,其特征在于,所述车架(200)还包括管件,所述管件包括顶梁(240)、纵梁(250)和底梁(260),所述顶梁(240)连接于两个所述框架板(220)的顶部之间,所述纵梁(250)连接于所述顶梁(240)和所述主梁板(210)之间,所述底梁(260)连接于所述框架板(220)的底部和所述主梁板(210)的底部之间;
所述管件均为碳纤维管。
4.根据权利要求3所述的太阳能汽车车身,其特征在于,所述顶梁(240)和所述纵梁(250)均为方管,所述底梁(260)为扁管。
5.一种太阳能汽车,其特征在于,包括多个车轮、一个永磁同步轮毂电机、一个直流无刷轮毂电机以及权利要求1-4任一项所述的太阳能汽车车身,所述永磁同步轮毂电机安装于左后轮内,所述直流无刷电机安装于右后轮内,所述永磁同步轮毂电机与所述直流无刷轮毂电机独立驱动;
所述上壳体(110)朝上的表面铺设有多个太阳能电池板(300)。
6.根据权利要求5所述的太阳能汽车,其特征在于,包括两个电池箱,两个所述电池箱并联,且每个所述电池箱均能够独立驱动。
7.根据权利要求5所述的太阳能汽车,其特征在于,各所述太阳能电池板(300)均配置有独立的太阳能控制器(310),至少两个所述太阳能电池板(300)并联形成太阳能电池板组,各所述太阳能电池板组串联。
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