浅谈微型太阳能房车系统设计

姜思宇 鞠振河

摘 要：房车从功能上看属于可移动的办公和生活区域，是集“衣、食、住、行”于一体的新型车种，自问世以来广受热爱旅游人群的青睐，但目前常见的房车大多属于高能耗产品，不符合我国“可持续发展”的战略目标。如何开发新能源房车，是目前房车领域研究人员的主要工作重心。本文中介绍的就是完全利用太能能光照作为能源来驱动及工作的微型太陽能房车系统的整体设计。

关键词：微型；太阳能房车系统；设计

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.071

1 国内外房车的发展历史

（1）国外研究现状。国外房车的使用已经有接近百年的历史，一战之后，美国的工业生产水平有了显著的提高，一部分热爱旅游的美国人将一些生活产品安置到汽车上，这是最早的房车雏形。现今，房车的生产与销售大多集中在欧美国家，占全球房车销售市场的90%。目前房车主要分类为自行式房车与拖挂式房车。因为欧美等国的天然气使用较为普及，因此国外的房车的能源动力大部分为天然气[1]。

（2）国内研究现状。我国对于房车的研究历史较短，房车在我国的发展只有短短十几年，在对房车的研制上属于起步阶段，公路交通状况不便于房车的使用。但随着我国的经济的不断进步，并借鉴国外的一些先进经验后，一些汽车厂家已经具备一定的生产制造能力，但因为我国公路系统的状况，燃气站数量较少等问题，目前房车使用的能源仍然是石油等传统能源，对环境造成一定的危害，所以研究太阳能房车的工作势在必行。

2 车型与材料的选用问题

我国目前的汽车车身种类主要有两种，一种是整体式，一种是车架式，车架式车身中的车架是一个独立的部分，发动机、悬架等装置都固定在车架上，但随着汽车生产技术、装配技术的不断发展，整体式车身逐渐成为主流，它是有冲压成不同形状的板件焊成的一个整体，便于内部优化结构。所以在车身种类上选择整体式，材质为镁铝合金。微型太阳能房车的设计选用自行式房车，根据我国的公路路况以及驾驶者的喜爱选择对C型房车（自行式房车分为A、B、C型房车，车身长度分别为15米、4至6米、6至8米）进行扩大该型作为微型房车的整体构型[2]，长宽高分别为5.8米、2.2米、2.65米。轴距为3.38米。在车皮材料的选择上要考虑到太阳能房车的轻便性与性价比的特点，传统钢板不利于大面积的使用，所以在车皮材料的选择上选用碳纤维板材，碳纤维材料是一种新型的工业材料，它具有拉伸强度高、耐腐蚀、抗震、冲击性能等性能。在车身造型的设计上，首先整体性要强，在安装太阳能电池板时，要注重安装的质量问题，整体为长方形，便于内部空间的安排，还有利于电池板的装载。车头采用流线型，满足了空气动力学，减少了行车阻力。

3 车内环境设计

在进行车内环境布置设计时，需要设计师具有一定的“人机工程学”知识，该学科注重的是使用者的用户体验，分析人、设备、环境三者之间的联系，使微型太阳能房车内部环境给用户一种舒心愉悦的感觉。要保证用户的舒适度，首先要进行温度、湿度的控制，房车内部受外界环境与内部设备运作等的影响较大，所以房车内要有一定的温、湿度调节系统，保证舒适度的第二点是照明系统的合理设计，在光学工程领域，分析人在不同时间段对光源的要求与适应度对照明系统的设计至关重要。其次，再对司机行车时的采光问题进行分析，车装玻璃要尽量的大，保证司机的视野，在房车内部，可以采用智能的光源供给系统，根据外界环境的变化进行改变，保证光源的舒适。在色彩环境的选择上，不同的人群对颜色有着不同的要求，但在房车内部设计上，一般采用在休闲区与用餐区选用冷色系的颜色，有助于用户心情的平复，在工作区选用暖色系的颜色，调动起用户的积极性。在对噪音的防控上分为对房车内部噪音与外部噪音的防控，对外部噪音的防控可以选择一些隔音效果好的材料进行安装，对内部噪音的防控上，可以将汽车的动力源与房车内部的休闲区拉开距离[3]。

4 车载光伏系统选择与匹配

车载光伏系统的选择与匹配工作十分重要，在太阳能电池板的选择上，我国的太阳能电池板已经发展的较为成熟，常见的为晶体硅材料电池板与非晶硅电池板如薄膜太阳能电池与有机太阳能电池。考虑到供电的效率与成本问题，选用发电效率高、性价比较高的薄膜太阳能电池板，该太阳板可以在弱光情况下稳定发电。在蓄电池的选型上，我们可以参考2017年德国制造的太阳能电动房车e-home，该车的续航超过100英里，在Iveco Daily电动底盘上建立一个由液冷三相80kW交流电机和功率为80kW和91千瓦时电池组组成的动力总成，支持直流快充和交流慢充。在房车内部电器的选择上，需用具备一定的人性化[4]，必备的电脑、冰箱、电磁炉、灯管等在大小、尺寸上要满足房车的整体结构，不可以占用大量的空间，不同区域的灯管数量要根据实际情况进行安排。

5 总结

自改革开放以来，我国的社会经济有了显著的进步，但随着经济的进步，依靠高耗能产业拉动GDP的弊端逐渐显现，能源消耗问题成为了国家的主要关注对象，传统能源的储备有限且属于不可再生资源，高能耗的工业生产还对环境造成了破坏，因此发展新能源对我国的经济、环境等方面的提高有着巨大的作用。太阳能光伏发电技术是我国较为成熟的新能源技术，将该技术利用到房车的设计中对改善我国的生态结构有着重要的影响。相信随着社会的不断进步，未来的出行方式一定会变得更加绿色、环保。

参考文献：

[1]王元良.太阳能材料器件及其在工业交通中的应用[M].西南交通大学出版社，2013.

[2]邹欣.汽车外形设计[M].化学工业出版社，2011.

[3]李雪婷.试谈“色彩的感知觉”在室内设计的运用[J].佳木斯教育学院学报，2014（06）.

[4]陈金观.太阳能辅助混合动力房车传动系统匹配与控制策略研究[D].哈尔滨工业大学，2016.

作者简介：姜思宇（1992-），女，吉林省吉林人，本科，研究方向：太阳能。