车辆工程毕业设计论文-多功能供电车设计(编辑修改稿)

车辆工程毕业设计论文-多功能供电车设计(编辑修改稿)内容摘要：

V (V) 19V 负载电压为 48V，功率为 200 W，每天工作 10小时，最长的连阴雨天为 10天，两个最长的连阴雨天相隔的天数为 15天，蓄电 池采用铅酸免维护蓄电池，浮充电压为。 其水平太阳辐射数据参照表 42“我国主要城市的辐射参数表”资料，实际计算如下： 表 42 我国主要城市的辐射参数表 城市 纬度 Φ 日辐射量Ht 最佳倾角Φop 斜面日辐射量 修正系数 Kop 哈尔滨 12703 Φ＋ 3 15838 长春 13572 Φ＋ 1 17127 沈阳 13793 Φ＋ 1 16563 北京 15261 Φ＋ 4 18035 天津 14356 Φ＋ 5 16722 呼和浩特 16574 Φ＋ 3 20xx5 太原 15061 Φ＋ 5 17394 乌鲁木齐 14464 Φ＋ 12 16594 西宁 16777 Φ＋ 1 19617 兰州 14966 Φ＋ 8 15842 银川 16553 Φ＋ 2 19615 西安 12781 Φ＋ 14 12952 上海 12760 Φ＋ 3 13691 南京 13099 Φ＋ 5 14207 22 合肥 12525 Φ＋ 9 13299 杭州 11668 Φ＋ 3 12372 南昌 13094 Φ＋ 2 13714 福州 120xx Φ＋ 4 12451 济南 14043 Φ＋ 6 15994 郑州 13332 Φ＋ 7 14558 武汉 13201 Φ＋ 7 13707 长沙 11377 Φ＋ 6 11589 广州 12110 Φ－ 7 12702 海口 13835 Φ＋ 12 13510 南宁 12515 Φ＋ 5 12734 成都 10392 Φ＋ 2 10304 贵阳 10327 Φ＋ 8 10235 昆明 14194 Φ－ 8 15333 拉萨 21301 Φ－ 8 24151 将光伏电池组件按一定数目串联起来，就可获得所需要的工作电压。 另外，太阳能光伏电池方阵对蓄电池充电时，光伏电池组件的串联数必须适当。 如果串联数太少，串联电压低于蓄电池浮充电压，方阵就不能对蓄电池充电。 当串联组件的输出电压远高于浮充电压时，充电电流也不会有明显的增加。 因此，只有当光伏电池组件的串联电压等于合适的浮充电压时，才能达到最佳的充电状态。 计算方法 如下 : / ( ) / ( 5 5 . 2 0 . 7 1 ) / 1 7 . 2 4S R O C F D C O CN U U U U U U        （ 41） 式中： RU —— 光伏方阵输出最小电压； OCU —— 光伏电池组件的最佳工作电压； 23 FU —— 蓄电池的浮充电压； DU —— 二极管压降，一般取 ； CU —— 其他因素 引起的压降。 蓄电池的浮充电压和所选的蓄电池参数有关，应等于在最低温度下所选蓄电池单体的最大工作电压乘以串联的电池数。 在确定这个问题之前，我们先确定其相关量的计算方法。 （ 1） 将光伏电池方阵安装地点的太阳能日辐射量 iH ，转化成在标准光强下的平均日照辐射时数 H(以中国的中心城市西安的辐射参数为例 ) （ hrm m / kJ） 为将日辐射量换算为标准光强 1000 2/Wm下的平均日辐射时数的系数。 2 .7 7 8 / 1 0 0 0 0 1 2 7 8 1 2 .7 7 8 / 1 0 0 0 0 3 .5 5iHH     （ 小 时 ） （ 42） （ 2） 光伏电池组件日发电量 pQ 0 . 7 8 3 3 . 5 5 0 . 9 2 7 5 0 . 8 2 . 0 6p O C O P ZQ I H K C        (安时 ) （ 43） 式中： OCI —— 光伏电池组件最佳工作电流； OPK —— 斜面修正系数； ZC —— 修正系数，主要为组合、衰减、灰尘、充电效率等的损失，一般取。 （ 3） 两组最长连续阴雨天之间的最短间隔天数 WN ，主要考虑要在此段时间内将亏损的蓄电池电量补充起来，需补充的蓄电池容量 24 1. 2 41 .6 10 49 9. 2o b L LB A Q N       (安时 ) （ 44） 20 0 / 48 10 41 .6LQ W V H  (安时 ) （ 45） （ 4） 光伏电池组件并联数的计算方法 ( ) / ( ) ( 4 9 9 . 2 1 5 4 1 . 6 ) / ( 2 . 0 6 1 5 ) 3 6 . 4 3 7P o b W L P WN B N Q Q N          （ 46） 表达式意为：并联所用光伏电池组件数，在两组连续阴雨天之间的最短间隔天数内所发电量，不仅供负载使用，还需补足蓄电池在最长连续阴雨天内所亏损电量。 （ 5） 光伏电池方阵的功率计算 根据光伏电池组件的串并联数，即可得出所需光伏电池 方阵的功率： 1 2 .2 4 3 7 1 8 0 6O S PP P N N W       （ 47） 式中： OP —— 光伏电池组件的额定功率 （ 6） 计算结果 由于光伏电池板既要给蓄电池充电，又要给负载提供所需的电量，因此本设计选用功率为 1806W的光伏电池方阵，需额定功率为 W的光伏电池板 4块串联， 37块并联。 光伏发电系统蓄电池的选用 蓄电池又称二次电池。 它与原电池 (又称一次电池 )不同，原电池经 放电后，不能使用充电方法使其活性物质复原。 而蓄电池经放电后，可用充电方法使活性物质复原，再放电，故能以充电、放电方式循环多次使用。 光伏发电系统的储能装置主要是蓄电池，其作用是将光伏电池转换出来的电能储存起来以便使用。 与光伏电池方阵配套的蓄电池通常在浮充状态下 25 工作，其电压随方阵发电量和负载用电量的变化而变化。 它的电能量比用电负载所需的电能量大得多。 蓄电池提供的能量还受环境温度的影响。 为了与光伏电池匹配，要求蓄电池工作寿命长而且要维护简单。 能够和光伏电池配套使用的 蓄电池种类很多，但目前广泛采用的有铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池和碱性镍锡蓄电池、铿电池等。 光伏发电系统中应用的蓄电池一般为铅酸蓄电池，它的价格便宜。 高低温性能良好 (可在40~60℃ 的条件下工作 )；易于浮充使用，没有“记忆效应”。 国内目前最主要使用的蓄电池为铅酸免维护蓄电池，因为其固有的“免”维护特性及对环境较少污染的特点，很适合用于性能可靠的光伏电源系统，特别是无人值守的工作站。 而普通铅酸蓄电池由于需要较强的维护能力及环境污染较大，所以主要用于有维护能力或低档场合使用。 碱性镍镉蓄电池虽然有较好的低温 、过充、过放性能，但由于其价格较高，仅使用于较为特殊的场合。 锂电池从各方面性能来看都非常突出且比较轻，配备锂电池当然是首选，但价格昂贵。 因此在本设计中选用铅酸蓄电池。 铅酸蓄电池的应用非常的广泛。 现在市面上有各种用途的铅酸蓄电池，如固定型防酸式、牵引用、铁路客车用、内燃机用、摩托车用、矿灯用、航标用、航空用等光伏系统中常用的蓄电池是固定型防酸式铅酸蓄电池，它的电解液较稀，寿命长，适合于浮充使用。 铅酸蓄电池未接负载时，正负极板都与电解液形成双电层，正极板具有正电位，负 极板具有负电位，正负极间的电位差就是蓄电池的电动势，其值约为。 电解液的比重比同，蓄电池的电动势也不同，铅酸蓄电池的电动势一般可根据下述经验公式计算： 00. 85 (15 )E d C （ 48） 式中 0(15 )dC表示 15℃时，极板活性物质为空中电解液的比重， 铅酸蓄电池的电动势常数。 26 蓄电池充电过程的化学反应为 : 4 2 4 2 2 42P bS O H O P bS O P bO H SO P b     （ 49） 正极 水 负极 正极 硫酸 负极 从上式可以看出，充电过程中，正极板上的硫酸铅 4PbSO 逐渐变为二氧化铅 2PbO ，负极板上的硫酸铅 4PbSO 逐渐变为海绵状 Pb。 同时，电解液中的硫酸分子逐渐增加，水分子逐渐减少， 因此电解液的比重逐渐增加，蓄电池的端电压也逐渐增加，蓄电池充电电流的大小通常用充电率表示。 比如，用10小时率充电电流进行充电， 10个小时后充入蓄电池的电量即可达到它的额定容量，因此 10小时率充电电流为： CIC （ 410） 式中： C—— 蓄电池的额定容量。 蓄电池放电过程的化学反应为 : 2 2 4 4 2 42P b O H S O P b P b S O H O P b S O     （ 411） 正极 硫酸 负极 正极 水 负极 从上式可以看出，在蓄电池放电过程中，正负极板上的活性物质 ( 2PbO 和Pb )都不断地转变为硫酸铅 4PbSO ，由于硫酸铅的导电性能比较差，所以放电后，蓄电池的内阻增加。 此外，在放电过程中，由于电解液中的硫酸逐渐变为水，所以电解液的比重逐渐下降。 这样，也使蓄电池的内阻增加，电动势降低。 蓄 电池的端电压下降到 ，蓄电池就不应再继续放电。 放电终了时，蓄电池放出的电量 Q（即放电电流介与放电时间 t的乘积 )成为蓄电池的容量，通常用 C表示。 / 1 .2 [ ( 2 0 0 / 4 8 ) 1 0 ] 1 .1 / 0 .7 5 7 3 2 .2C L L O CB A Q N T C        (安时 ) （ 412） 27 式中 ： A —— 安全系数，取 ； LQ —— 负载的日平均耗电量，为工作电流乘以日工作小时数； LN —— 最长连阴雨天数； OT —— 温度修正系数，一般在 0℃ 以上取 1， 10℃ 以上取 ， 10℃ 以下取 ； C —— 蓄电池的放电深度，一般铅酸蓄电池取 因此选用工作电压为 48V，容量为 800Ah的蓄电池。 本章小结 本章主要内容是太阳能光伏发电系统及其组成， 太阳能光伏电池的原理及其分类，光伏发电系统的计算，以及光伏发电系统蓄电池的选用。 28 第 5 章 太阳能电 池板举升机构设计 传动类型的选择 选择螺旋传动。 螺旋传动的特点： （ 1） 将旋转运动变成直线运动，并能以较小的转矩得到很大的轴向力； （ 2）结构简单，传动平稳，无噪声； （ 3）滑动螺旋可制成自锁机构； （ 4）工作速递一般比较低。 螺旋传动主要由螺杆与螺母组成 [14]。 除自锁螺旋外，一般用来把旋转运动变成直线运动，也可以把直线运动变成旋转运动，同时进行能量和力的传递，或者调整零件间的相互位置。 当其以传递运动为主，并要求有较高传动精度时，称为传动螺旋。 以调整 零件间的相互位置为主时，称为调整螺旋。 螺旋传动的类型特点和选择 根据螺纹副的摩擦状态，螺旋传动可分为滑动螺旋、滚动螺旋和静压螺旋 3大类。 特点如表 51。 表 51 螺旋传动的类型和特点 类型 特点 滑动螺旋 1． 摩擦阻力大，传动效率低，一般仅 —。 当螺纹升角小于摩擦角时，反行程自锁，这时效率低于 ； 2． 磨损快； 3． 运转较平稳，但低速或微调时易出现爬行现象； 4． 螺纹间有侧向间隙，定位精度低，轴向刚度较差； 5． 结构简单，制造方便，成本低 1． 摩擦阻力小， 传动效率在。 具有传动的可逆性； 2． 工作寿命长，平均约为滑动摩擦的 10倍； 3． 运动平稳，运动时无颤动，低速时不爬行； 29 滚动螺旋 4． 可得到很高的定位精度和轴向刚度； 5． 不能自锁，抗冲击及承受径向载荷的能力差； 6． 结构复杂，制造较困难，成本较高 静压螺旋 1． 摩擦阻力极小，传动效率在。 无自锁性，具有传动的可逆性； 2． 磨损小，寿命长； 3． 承载能力和抗震性好，运动平稳，运动时无颤动，低速时不爬行； 4． 反向时无空行程，具有很高的。