最終保持項目的順利前進並達到最終的目標。計劃開始是一個時間圖表,它被用來制訂項目的輪廓,從而決定花費的時間、資金以及各個階段設計的步驟和設計流程。 有一個很奇怪的現象,從一開始到結束有一個共同的地方就是一個計劃是對整個項目的成功是非常重要的。這裡包括調整目標和客觀情況。實施項目之前小組開始設計,我們必須能知道我們想在什麼地方什麼時間進行。圖紙被用到最終的太陽能汽車上面會受到目標和項目客觀因素的影響。使用“頭腦風暴”法能夠引發很多點子。若干個最初的設計可以被考慮,在命令設計相關系統之前首先共同的目標就是汽車的形狀。初始的設計會隨著汽車底盤設計、機械系統設計、電氣系統設計、驅動器系統設計和太陽能光伏陣列設計而發展。設計圖稿通過展示決定對未來的調查,以至於最後的圖案被確定時才能去除。這裡需要考慮如下方面的影響因素。如:1、成本,2、效能,3、制造的可能性,4、順應規則,5、系統的適應性,6、時間的緊迫性,7、重量負荷。 這是從事這個項目,小組必須考慮到工廠和其他的重要因素。 難得有一個設計能適應所有的區域。如,用一個車軸發動機設計比一個簡單的減少傳遞要高效的多,也重要的多。但是花費也頗為昂貴。項目組必須具有對最佳替換物具有決策權。接下來的步驟就是對項目程序最佳化,並精選出最初的設計方案。這裡有一個替代的過程,利用現代先進的計算機技術程序進行科學的分析。例如:一個組合性的太陽能汽車底盤需要分析使用時的壓力,或者車體的外觀需要一個建模的程序進行分析。比如,vsaero,難的部分即使如何選擇最終的設計方案。這就是說項目計劃對一個項目的成功是如此的重要。 在建造一輛太陽能汽車中,設計幾個系統的開始仍然是圖紙設計階段,在開始設計階段整個過程是艱辛的。解決一個個可能出現的問題是對一個系統設計具有非常大的影響。接近最後的建造階段,測試階段開始。在合成系統之前測試單個系統運行情況,最後對整輛太陽能汽車拼裝;但是這還沒有完成,這裡還需要若干的時間或周期對其性能進行檢測。雖然在圖紙中感覺所有問題都迎刃而解,但我們仍要進行相應的測試。當所有系統拼裝完畢,再次對太陽能汽車進行測試。 最後,經過幾個月的艱辛工作和時間的洗禮,每個人都對此心中有數。推出一輛太陽能汽車的時刻才真正來臨,你就可以做穿越地域的旅行了。 太陽的能量整天都照向地球。然而,能量數的變化受到時間、天氣條件和地理位置的影響。這些可利用的太陽能數值被我們所知,被暴曬的太陽能的計算方法是以每秒多少瓦來計算的或w/㎡,在南美洲,在一個明朗的天氣裡,下午太陽能暴曬地球大約是1000w/㎡。但是在早上、晚上或者多雲的天氣,太陽的位置變化都會影響太陽的數值。 小組必須知道什麼時間、什麼位置對太陽能汽車是最佳的。 給出了一個在太陽能汽車利用能量流的一般方法。在陽光下,太陽能光伏電池板采集陽光,並產生人們通用的電流。這種能量被蓄電池儲存並為以後旅行提供動力。或者直接提供給發動機也可以邊開邊蓄電。能量通過發動機控制器帶動車輪運動,推動太陽能汽車前進。 一般情況下,車子在運動時,被轉換的太陽能光被直接送到發動機控制系統,但有時提供的能量要大於發動機需求的電力。那麼多余的能量就會被蓄電池儲存以備後用。當太陽能陣列不能提供足夠的能量來驅動發動機時,這時蓄電池內的被儲存的備用能量將會自動補充。當然,當太陽能汽車不運動時,所有能量將通過太陽能光伏陣列儲存在蓄電池內。這裡也有一種方法可以有一些回流的能量來推動汽車。當太陽能汽車開始減速時,替代通用的機械制動,發動機將變成了一個發電機,能量流向後通過發動機控制器反向進入蓄電池內進行儲存。這就是我們所知道的“回授性制動裝置”。能量數值回充到蓄電池中是非常少的,但是卻非常實用。 發動機控制器 大多數太陽能汽車是單座而且對駕駛員來說也很少有樂趣。少數太陽能汽車也能搭乘一個乘客。駕駛員和乘客能看到前方但是很不舒適,鐵夾子位置和高的溫度。但是,他們卻得到未來太陽能汽車駕駛的榮譽。 太陽能汽車在普通汽車裡也有一些標准未來將成立,如轉向信號(前方和後方)、剎車燈、加速裝置(汽油踏板)、後視鏡、空調裝置和通用的導航系統……然而,大多數太陽能汽車沒有一個茶杯架,我們可以使用一種變相的系統為我們駕駛員或乘客裝水,僅有的收音機,是駕駛員可以通過一兩個公共頻道與相關工作人員取得聯系。當然,我們現在利用先進的技術可以讓我們汽車上先進的東西都可以安裝到太陽能汽車上。 駕駛員和乘客必須保護安全,有幾點:護腕安全、頭盔,另外,駕駛汽車時,駕駛員更為重要的職能是注意汽車的系統安全和觀察儀表是否出現的異常問題。在極少數太陽能汽車裡,乘客會幫助處理太陽能汽車系統的問題,太陽能汽車跟普通的汽車具有相似的測量方法。而這些信息主要來源於太陽能汽車系統。 駕駛員/乘客是一個小組全體成員的希望,對一個競賽來說,小組所有成員都把目光集中在這輛太陽能汽車上,支持小組為保證太陽能汽車安全正常行駛制訂戰略和提供路況信息給駕駛員是必須的。 電力系統
太陽能汽車的心髒部位就是電力系統,它由蓄電池和電能組成,電力系統控制器管理全部電力的供應和收集工作。蓄電池組就相當於普通汽車的油箱。一個太陽能汽車使用蓄電池組來儲存電能以便在必要時使用,太陽能汽車啟動裝置控制著蓄電池組,但是當太陽能汽車開動後,是通過太陽能陣列提供能量,從而再充到蓄電池組內。由於重要的原因,大量的蓄電池作為能量被使用是有限的。而且設備也還要分不同類型蓄電池,在美國太陽能挑戰隊蓄電池主要有如下幾種:1、鉛酸蓄電池,2、鎳镉蓄電池,3、锂電池,4、锂聚合物電池。 鎳镉、鎳氫和锂電池比普通的鉛酸蓄電池遠遠提高蓄電能力,重量比普通電池要輕的多。但是他們很少在太陽能汽車中被廣泛使用,主要是維護起來很小心,並且很昂貴。 電池組是由幾個獨立的模塊連接起來,並形成系統所須的電壓。代表性地,我們可以使用的系統電壓在84-108v,依靠它的電力系統,有時我們在太陽能汽車運動時降低系統電壓。 在太陽能汽車裡最高級的組件部分就是電力系統。它們包括峰值電力監控儀、發動機控制器和數據采集系統。電力系統最基本的功能就是控制和管理整個系統中的電力。絕大部分我們在安裝電力組件時去除輔架,雖然我們在安裝時也有傳統性的組件或者適用我們太陽能汽車的一般性組件。 峰值電力監控儀條件電力來源於太陽能光伏陣列,光伏陣列把能量傳遞給另外的蓄電池用於儲存或直接傳遞給發動機控制器用於推動發動機。當太陽能光伏陣列正在給蓄電池充電的時候,電池組電力監控儀會保護蓄電池組因過充而被損壞。電池組電力監控儀的號碼數值隨我們的設計而被使用在太陽能汽車裡。峰值電力監控儀是非常的輕質材料構成,並且一般效率能達到95%以上。發動機控制器控制發動機的啟動,而發動機啟動信號是來自駕駛員的加速裝置。對發動機控制器電力管理是通過程序來完成的。而這些都在我們討論的范疇。由於發動機的啟動需要配備不同型號的發動機控制器。當然我們也能夠根據發動機工作原理設計圖紙來買一台控制器,我們都使用多種型號的發動機控制器,並且使用的工作效率超過90%。很多太陽能汽車使用精確數據檢測系統來管理整個太陽能汽車的電力系統,其中包括,太陽能光伏陣列、蓄電池組、發動機控制器和發動機。在有些時候,我們需要掌控電池的電壓和電流。從監控系統獲得的數據常常用來指定相關的應對策略,來解決制造太陽能汽車時出現的問題。這些有駕駛員收集到的數據在實際太陽能汽車中被運用(如無線數據通訊) 驅動輪
在太陽能汽車裡使用什麼類型的發動機沒有限制,一般額定的是2-5hp,大多數太陽能汽車使用的發動機是雙線圈交流(dc)無刷機,這種交流(dc)無刷機是相當輕質的材料機器,在額定的rpm(每秒轉速)達到98%的使用效率。但是它們的價格比普通有刷型交流發動機要昂貴的多。由於在太陽能汽車裡多齒輪傳送裝置使用很少,雙線圈性發動機是常用的傳送動力裝置。在雙線圈之間轉換改變了發動機的速度頻率。低速線圈為太陽能車子的啟動和減速提供高的“轉力距”,而高速線圈則為太陽能汽車運行提供高效率和最佳的運行效果。類似於我們所說的電力系統,大多數人不願意購買現有的發動機,但是有些是由於客戶或自己按太陽能車子的要求制造。 在太陽能汽車裡有三個基本類型的傳動力方式的變化:1、單減引導式驅動,2、變頻履帶式驅動,3、軸式驅動。 以前,一般大多數使用直接引導式驅動傳送動力。發動機是通過一個鏈條或一個履帶同一個單一的齒輪傳送裝置並與車論連接。如果組件定位准並小心安裝的話,維護傳送裝置是很可靠而且容易。當整個設計全部完成使用效率應超過75%。有很少人使用變頻履帶式驅動傳送動力給車論。齒輪比的改變引起發動機速度的增加。在低速度下引起發動機啟動速率的增大。但仍能保持太陽能汽車以一個高速度高效率的行駛效果。變頻履帶式發動機需要精確的安裝和有效精細的配置。 自1995年以來,當有些人使用軸式驅動設計太陽能汽車時,高速度,舒適的駕駛受到人們的歡迎。一個軸式發動機去除了許多外加的傳送設備。這大大提高了駕駛車輛的效率,縮減了用於驅動車論而需要的能量。軸式驅動使用低轉速原因是齒輪傳動裝置的減少,這樣會輕微的降低它的效率。但是它們仍能夠達到95%的高效率運行。 機械系統 太陽能汽車中機械系統在概念裡是很簡單的,但是我們在設計中,應盡量減少摩擦力和重量,根據不同的路況來設計需要的強度。輕質金屬如鋁合金和合成金屬是常用的,使重量和強度達到最大程度。針對重量和強度的比例從而制造高效率的組件。機械系統包括剎車制動、方向盤和輪胎等。美國太陽能挑戰賽規則設定最低標准。機械組件必須是可見的,但是也有些太陽能汽車在設計中沒有任何的標准。 典型的太陽能汽車一般有3個或4個車輪(asc規則規定必須至少有三個),一般三個車輪的配置是兩個前輪和一個後輪(通常是驅動輪)。四個輪子的太陽能汽車一般跟普通的機動車是一樣(其中後面一個輪子是驅動輪)。另外四輪太陽能汽車的兩個後輪並排靠近中央位置(類似於普通三輪機動車的配置)。 太陽能汽車中有多檔位制動被安裝。太陽能車子之間由於在實際中車身與底盤的不同而各異。在太陽能汽車裡大部分使用前制動檔位閘的比較普遍。而且有兩個a手掛檔設置,這與普通的機動車很相似。具有代表性的,後退制動檔類似於在摩托車的前面使用而此時用在後面。我們設計這些掛檔足見是有利於太陽能汽車自由的移動和滑行從而達到最佳的效果。當然,這樣設計需要進行適當的調整,從而便於組合與維護。 在整個行駛中太陽能汽車的安全是重中之重,太陽能汽車必須有高效的剎車性能並符合標准,這是每一輛太陽能汽車所必須具備的,一般有兩個獨立的剎車系統。在太陽能汽車中圓盤剎車是普遍采用的一種。因為它們很適合,並有很好的制動力,有些愛好者使用機械型剎車,利用的是水力學的原理。機械剎車比水力性剎車要小而且輕,但是不需提供如此多的剎車阻力而是需要相互協調。為了達到最好的效果,剎車被設計成通過剎車操作桿自由移動,從而使剎車墊摩擦剎車表面進行剎車。 在太陽能汽車的駕駛系統,像駕駛員制動系統變化是很大的。我們必須制造一個弧型半徑,按要求用特殊方式使用。但是設計必須是很自由活潑的。專業設計的理念應是保證駕駛的可靠性和安全高效。駕駛系統必須經過精確的駕駛測試才能設計。因為任何細微的失誤都可能導致無法估量的後果,進而造成輪胎爆裂。在過去的比賽中,由於自行車車輪和車胎重量輕而且很小的摩擦力,經常被使用到太陽能汽車上(滾動摩擦力小)。當支撐起整個太陽能汽車時這些車輪和車胎就出現超重情況了。從而影響太陽能汽車的駕駛和安全性能。asc規則中明確規定不准出現太陽能汽車車輪和車胎出現超載現象。幸運的是,現在流行的太陽能汽車競賽敦促一些輪胎生產廠家制造符合太陽能汽車的輪胎。我們使用先進的輪胎,重量輕、摩擦力強,從而提高了太陽能汽車的安全和使用效能。
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