太阳能驱动清洁车的试验研究及其动态仿真

【摘要】： 小型清洁车是重要的环卫设备之一,主要以人力、蓄电池和燃油发动机作为动力。采用人力,作业人员劳动强度大;采用蓄电池,持续工作时间受电池容量限制,燃油发动机排放尾气污染环境。我国太阳能资源丰富,研究和应用发展很快。目前太阳能应用主要有并网发电、固定设备和移动设备三方面,在并网和固定设备上较成功,但移动设备上研究较少。移动设备上应用较复杂,难点较多,涉及到重量、面积、成本、配套乃至布局等方面,以及电池组件朝向问题、移动设备的作业方式和特点与日照周期的关系问题等。清洁车作为一种常见的移动设备,研究太阳能在清洁车的应用具有实际意义。 本文以清洁车为研究对象,探讨太阳能在电动式移动设备上的应用技术问题。首先,本文对太阳能电池组件的工作特性进行了实验研究,了解天气情况、入射角度和组件温度等因素与光伏发电效率的关系,统计厦门2009年天气数据,分析当地太阳能利用的基础条件;其次,研制太阳能清洁车,通过功率计算、太阳能电池组件和蓄电池的容量设计,完成功率匹配;最后,利用SolidWorks和VRML软件对清洁车进行动态仿真。 本文创新点在于:(1)研究太阳能在清洁车上应用的可行性和清洁车的结构研究;(2)基于虚拟现实技术对清洁车进行动态仿真,展示清洁车的工作状态和运行过程。 该车研制阶段基本完成,目前已在本校实验室和漳州联合华鑫焊接自动化公司试制样车成功,先后生产了5辆样车并投入工业实验,道路清扫作业测试效果良好,清扫效率高,在日照条件下持续工作长,正准备进行批量化生产以投放市场和工业性应用推广中。结果表明,太阳能在清洁车上的应用充分延长了工作时间,达到8-10小时,促进环保,并大大节省能源;利用SolidWorks和VRML软件对清洁车进行虚拟仿真,很好地展示清洁车的工作状态和运行过程,在投产前减少样车的试制风险。 【关键词】：移动设备 光伏发电 清洁车 虚拟现实仿真
【学位授予单位】：集美大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：U469.721
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 引言9-13
• 1.1 清洁车概述9-10
• 1.1.1 清洁车概况9
• 1.1.2 清洁车的类型及动力来源9-10
• 1.2 国内外太阳能移动设备的现状10-11
• 1.2.1 国外太阳能移动设备的现状10-11
• 1.2.2 国内太阳能移动设备的现状11
• 1.3 太阳能驱动清洁车研究的实际意义11-12
• 1.4 本文主要工作12-13
• 第2章 清洁车的研制13-20
• 2.1 清洁车的驱动型式和传动路线的设计13
• 2.2 清洁车的部件设计13-20
• 2.2.1 电机13-14
• 2.2.2 蓄电池14
• 2.2.3 清扫部件及增速比设计14-17
• 2.2.4 太阳能电池组件及框架设计17-18
• 2.2.5 充放电控制器18
• 2.2.6 其它部件18-20
• 第3章 太阳能利用的基础实验研究20-31
• 3.1 太阳能电池工作原理及特性20-21
• 3.2 影响江南体育在线直播观看 发电的因素研究21-27
• 3.2.1 电池组件材料对江南体育在线直播观看 发电的影响特性22
• 3.2.2 天气情况对江南体育在线直播观看 发电的影响特性22-24
• 3.2.3 温度对江南体育在线直播观看 发电的影响特性24-26
• 3.2.4 光照角度对江南体育在线直播观看 发电的影响特性26-27
• 3.3 太阳能电池的负载特性27-29
• 3.4 海西利用太阳能的基础条件研究29-31
• 第4章 太阳能在清洁车的应用研究31-37
• 4.1 太阳能在清洁车上的应用问题31-32
• 4.1.1 太阳能电池转换效率较低和成本高31
• 4.1.2 蓄电池使用寿命问题31-32
• 4.2 清洁车的功率计算与功率匹配32-37
• 4.2.1 清洁车的功率计算32-35
• 4.2.2 清洁车的功率匹配35-37
• 第5章 虚拟现实仿真37-42
• 5.1 虚拟现实技术概述37
• 5.2 清洁车的三维建模37-39
• 5.3 清洁车的动态仿真39-42
• 5.3.1 数据交换及简化处理40-41
• 5.3.2 运动仿真41-42
• 第6章 试制过程与工业性应用测试42-45
• 6.1 清洁车的试制过程42-43
• 6.2 清洁车的工业性应用测试43-45
• 第7章 结论45-46
• 致谢46-47
• 参考文献47-49
• 附录49-61
• 在学期间发表的学术论文61

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