伸缩式电动车太阳能充电器设计

李慧平，方超

（商丘学院电子信息工程学院，河南商丘 476113）

0 引言

目前，市场上的电动车太阳能充电器，太阳能电池板都镶嵌在箱体的表面，箱体的体积大、太阳能电池板受光面积小，太阳能电池板都是水平放置的，电池板水平放置时电池板效率很低。基于此，设计了一种可伸缩的电动车太阳能充电器，它采用了电脑桌上键盘台的推拉原理，将2 块太阳能电池板通过滑动槽与充电器外壳固定在一起，当使用时可以将充电器展开，不用时可以将其折叠起来，结构简单，操作方便，太阳能电池板受光面积大，有效克服了上述存在的问题，此装置已申请国家专利。

1 设计过程

1.1 方案拟定

根据太阳能充电器要求，该装置的总体思路是采用了电脑桌上键盘台的推拉原理，将上下层太阳能电池板通过滑动装置与充电器外壳固定在一起，充电器外壳与充电器固定板之间通过合页和支撑杆连接，外置太阳能电池板镶嵌在充电器外壳的表面。使用时，上层太阳能电池板与下层太阳能电池板从充电器外壳中拉出，支撑杆打开；当不使用时，将其收缩折叠起来。其特征是当上层太阳能电池板与下层太阳能电池板从充电器外壳中拉出或缩回时，滑动块在滑动槽中滑动，电池板的受热面积增大3 倍。

1.2 2 设计思路

通过理论分析和试验证明，当太阳能电池板与太阳光成30°～45°夹角时，此时太阳能电池的效率最高。该充电器结构采用液压缸为动力的支撑杆，适时对电池板进行角度调整。充电器固定板与充电器外壳之间通过合叶和支撑杆连接，这样使得充电器与阳光的夹角处于理想角度之间。上下层太阳能电池板借助键盘台的推拉原理进行收缩，同时充电器的外壳镶嵌外置太阳电池板，这样使得充电器展开前体积很小，展开后受光面积很大。本装置有效地解决了太阳能充电器体积大、受光面积小、太阳能电池水平放置等问题。

2 工作原理

电动车太阳能充电器结构图如图1 所示，由上层太阳能电池板1、下层太阳能电池板6、外置太阳能电池板5、充电器外壳4、充电器固定板3、合叶2、支撑杆7、滑动槽8、滑动块9 组成。在上层太阳能电池板和下层太阳能电池板之间安有滑动块，滑动块安装在滑动槽中，滑动槽安装在充电器外壳内部的两个侧面上。外置太阳能电池板镶嵌在充电器外壳表面，充电器固定板与充电器外壳之间通过合叶和支撑杆连接。充电器固定板可以利用螺纹连接件固定在电动三轮车的车箱上。当使用时，上层太阳能电池板与下层太阳能电池板可以从充电器外壳中拉出，支撑杆打开；当不使用时，可以将其折叠起来。当上层太阳能电池板与下层太阳能电池板从充电器外壳中拉出或缩回时，滑动块在滑动槽中运动，滑动块的形状可以是圆柱形，长方体形，也可以是凹槽形的，滑动槽的结构是一个凹形槽。

图1 太阳能充电器的展开结构图

3 结构特点

1）结构简单、紧凑、实用，操作方便，造价低廉，易于安装。

2）采用了支撑杆支撑，使得充电器与太阳能电池之间成最佳夹角，太阳能的效率更高。

3）上层太阳能电池板、下层太阳能电池板通过滑动装置与充电器外壳连接，这样使得充电器展开前体积小，展开后受光面积大。

4）外置太阳能电池板镶嵌在充电器外壳的表面，使得充电器在阳光下不用展开都能为电动车充电，只不过展开后的功率更大。

5）该充电器采用两块电池板抽拉、一块电池板固定的结构，这样使得充电展开后的面积是展开前的3 倍，同样的体积，该充电器的功率可以是普通充电器功率的3 倍。

［1］吕丽红.便捷式太阳能充电器的研究与设计［J］.科技风，2009（16）：234.

［2］方超.电动车太阳能充电器：中国，201330172028.X［P］.2013-10-09.