摘要：设计并开发了一款全新的可折叠式太阳能电动三轮车。对电驱动系统的主要部件进行了匹配；利用UG三维软件建立了整车模型；并利用ANSYS对车架及零部件进行了仿真分析，验证了结构的合理性。本车路试成功，证明结构建模可行，仿真验证有效。对其他太阳能电动车的设计开发具有一定的借鉴意义。 关键词：太阳能; 可折叠; 变形;太阳能车;三维建模;
0 引言
随着科技的进步，传统能源行业的发展速度减缓，新型能源产业后来居上[1]，其中，光伏发电技术发展迅速，开始广泛应用于生产生活的各个方面。将太阳能发电组件安装在电动自行车上，升级为太阳能电动自行车，不仅能减少传统能源的消耗，还能节省用户有线充电时间，即使在行驶过程中也可以对电池进行电量的补充。
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1整体设计思路
本车的设计思路：为了减少本车在存放时的占用空间，将其太阳能板、后轮臂及保险杠设计为折叠式。该设计可使面积较大的太阳能板能在不使用时收起；驱动轮臂的展开与折叠，可使车辆兼具驾驶稳定性和停放空间小的特点；将光伏组件加入电动车的电驱动系统，让车辆可以通过光伏组件进行电池充电并驱动轮毂电机，做到真正的绿出行。
车床跟刀架
一次性咖啡杯2电驱动系统设计
1.1 电驱动系统电驱动系统设计
本车的电驱动系统主要由光伏发电组件，轮毂电机，推杆驱动机构和行驶控制机构组成。毛毡带
太阳能板转换的电流通过光伏线送达太阳能控制器，电流被控制器稳流降压后对电池充电。电池向电动推杆控制器和电机控制器供电。
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在各器件的选配时，先根据动力需求选择电机，再通过电机决定电池，最后根据电池配置合适的太阳能板和控制器。
1.2电机与电池的选择
该车采用后轮驱动的形式，后轮为轮毂电机[2]，额定电压为24V，额定扭矩为4.6Nm。
我国各地冬天气温在零下20度左右，为保证电动车在寒冷环境下正常工作，选择低温放电效率更高且单体能量密度高的三元锂电池[3]。考虑到系统中必要的损耗，以及市场上零部件的通用性，参考电动踏板车，最终选择24V，20Ah的三元锂电池作为整车的动力电池。
1.3 光伏组件的选择
本车使用的电池额定电压为24V，该电池刚充满时的电压预计在30V左右，因此选择36V的太阳能板为宜[4]。计划铺设四块1000*400*2的太阳能板，总面积要求1.6平方米，总功率300W，总重量约3.2kg。本车所选的控制器为常见的PWM铅酸锂电通用控制器。
3 主要结构的建模与仿真
本车使用UG三维建模软件完成建模，结构清晰，成图效果好，便于加入人体模型进行仿真。通过添加人体模型的方式，确定方向盘和座椅位置[5]。
3.1 太阳能板折叠机构
车顶部分的结构相对简单，主要由车架上部、转动机构、太阳能支撑架和固定在太阳能支撑架中的太阳能板组成。 太阳能板采用的四块半柔性太阳能板带有背板，可以直接固定在支撑架上，无需再加其他支撑固定等结构。图2为单个折叠三角支架示意图，支架的固定端焊接在车架的竖向支撑管上，旋转端与支撑架相连，支撑结构随旋转端的运动而运动。太阳能板展开时，旋转端随支撑架转动，支撑结构沿旋转端向上滑动，使旋转端垂直于固定端时卡住旋转端使其不会下落，同时垂直状态固定端阻碍了旋转端向上旋转。
板支撑结构施加太阳能板等同的载荷之后，最大变形为2.11mm，支撑架重量约为5.7kg；管支撑结构施加太阳能板等同的载荷之后，最大变形为0.18mm，支撑架重量约为2kg，轻于板支撑的支撑架电价查询[6]。因此，本车采用管支撑结构。
3.2 保险杠折叠机构
本车保险杠特指且仅有的是前保险杠，通过阻尼转轴实现保险杠的旋转和任何角度的停止。阻尼转轴是成品件，固定在车架上，二者通过螺栓连接，起到示廓警示作用。
3.3 驱动轮臂折叠机构
变形机构由电动推杆，液压杆、折叠中心、正反丝杠、支撑轮、支撑杆、滑轨和滑轨中的滑轮通过螺栓连接组成。
准备驾驶时，电动推杆拉动折叠中心回位，液压杆受力，轮臂率先展开，展开到一定程度后支撑轮向前旋转收起。推拉杆继续收缩至支撑轮离开地面一定高度。折叠过程与展开过程相反，支撑轮优先着地减少车胎收放过程中所受摩擦力。
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