太阳能电动汽车一体化外观设计要点探究

张聪　许晓云

太阳能装置和电能系统一体化的汽车是在当前技术条件下解决汽车面临的资源环境问题的一个很好的解决方案，有助于实现汽车产业的长期可持续发展。本文探究总结太阳能电动汽车的外观设计要点，以实现太阳能装置和电动汽车的有机一体化，促进这种清洁新能源形式汽车的推广和应用。

研究背景

能源危机和环境污染是21世纪各国面临的两大难题。而汽车工业与这两大问题又有着紧密的联系。汽车对人类社会有着巨大的影响。作为能源的重要消耗者和环境污染的大户，实现清洁能源汽车的开发和推广对人类社会的可持续发展具有重大意义。

当前电动汽车发展迅速，很多地方开始建造充电站等辅助设施。然而，电能并非严格意义上的清洁能源，只能在一定程度上降低资源环境的压力。太阳能作为清洁能源很早就进入汽车领域，但由于光电转换技术的限制难以使用于日常生活。

太阳能电动汽车可以很好地利用两种能源的优势，在当前电动汽车辅助设施的基础上可以保证汽车的正常使用，通过太阳能的加入进一步降低电动汽车对能源的消耗和对环境的污染。

太阳能电动汽车的设计要点探究

作为一种新型的交通工具，太阳能电动汽车与传统的汽车在功能结构等方面都有很大的差别，它相较传统汽车增加了太阳能电池板，蓄电池等新的结构，减少了内燃机，离合器，变速箱等零部件，其设计不能再照搬传统汽车的设计原则，以下是对太阳能电动汽车设计要点的总结。

1.整体有机的一体化设计

在太阳能电动汽车的设计中如果仅仅将太阳能装置和电动汽车的各个部分作为单独的个体进行设计，最后进行叠加，那么各个单独部分即使做到了最优化的设计，其整体也会因各部件之间的不协调而难称合格的设计，甚至在美观，功能，安全等各个设计要素之间还会出现矛盾，使设计难以取舍。

太阳能装置与电动汽车一体化不是太阳能装置与电动汽车的简单叠加，而是汽车从开始设计时就将太阳能系统包含的所有内容作为汽车不可或缺的设计元素加以考虑，二者有机结合，太阳能装置成为电动汽车的一部分。

2.符合太阳能特点的效率优化设计

太阳能是一种稀薄，随机的资源，并且太阳能光电转换技术并不成熟，光电转换效率只有20%左右，这就导致太阳能提供的能源非常有限，这也是当前太阳能电动汽车发展面临的主要问题。

虽然电动汽车也是一种比较节能环保的交通方式，但是我们更希望能够增加太阳能资源——这种更清洁的能源在汽车中的使用。因此太阳能电动汽车的设计要使车辆尽可能多的使用太阳能，例如，利用太阳能电池的发电特性，在设计中增加一些机械装置，通过抽拉、翻转、折叠等形式增加太阳能电池板的面积，让太阳能电池板处于最佳的照射角度。

空气阻力是是决定汽车性能和能源使用效率的重要因素，空气阻力是由车辆的外形设计决定的。太阳能电动汽车的内部结构决定其外观形式和传统汽车会有不同，传统汽车采用的降低空气阻力的方式——如车头圆润车身缓坡的造型，安装尾翼等方法——在太阳能电动汽车的设计中可以借鉴采用，传统汽车不能解决的空气阻力问题可以在新的形式中继续尝试探究。

3.展现太阳能电动汽车的视觉特色和绿色美学追求

汽车的美观性是促进汽车推广的重要因素，太阳能电动汽车在结构上与传统汽车有很大的差别，汽车造型的比例、型面都会有新的变化，这就要求太阳能电动汽车要有能够吸引消费者的视觉特色。设计师可以不拘泥于现状，设计出全新比例的汽车造型，根据不同人群进行有针对性的外观设计。但在色彩、线条、造型等方面都要紧扣绿色设计理念和一体化设计要求，并进一步对这种新能源形式的汽车美学进行探究。

4.具有前瞻性的绿色可持续设计

设计中我们要坚持可持续的设计原则，首先，汽车的材料要易于回收循环，其次，产品要易于回收再利用，第三，设计中还要为太阳能电动汽车的改造留出设计的提前量，零件和装置可拆卸、更换、升级。将来在不更换整车的前提下同样可以使用更先进的技术，避免产品更新换代带来的资源浪费和污染。但这并不简单，在采用模块设计，可拆卸设计等设计方法的同时，还需要设计师与相关技术人员共同合作沟通，把握太阳能技术发展的方向，找准可升级的点，才能使可持续的设计达到目的，可行、有效。

5.符合社会发展现状的安全性考虑

相较于传统汽车，太阳能电动汽车在车身外部增加了相应的光伏装置，所以设计中应考虑太阳能装置在车顶或车身其它位置安装的稳固性，装置对车身荷载的影响，以及太阳能电池板自身抗风、抗冰雹冲击能力等工程问题。针对当前的交通设施状况，还要注意行车安全等交通问题。

总结

太阳能电动汽车是在当前技术条件下解决汽车面临的资源环境问题的一个很好的解决方案，有助于实现汽车产业的长期可持续发展。以上五条设计原则，太阳能美学探究有助于推广应用，效率优化设计增加产品的实用性，前瞻性的可持续设计进一步强调绿色节能的设计理念，相关的安全考虑提高产品的可靠性，整体有机地一体化设计有助于整合各设计元素以实现最优化的设计方案。

（作者单位：河北工业大学）

作者简介：张聪（1990—），男，汉族，河北邢台市人，硕士，研究方向：产品设计工程；

许晓云（1960—），女，汉族，天津市人，教授，研究方向：产品设计及理论。

指导教师：许晓云