【摘 要】
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随着石油、煤炭和天然气等不可再生化石能源不断消耗,能源危机在21世纪日益严峻。开发可再生清洁能源逐渐成为目前热门研究话题,太阳能作为地球最原始能源,蕴藏丰富、安全环保、分布广泛,是新能源发展最理想清洁能源,也是目前最热门研究领域之一。随着全球汽车保有量逐年增加,汽车空调能源消耗非常巨大,尤其在夏季,当停在室外的汽车长时间暴露在烈日下时,车厢内温度将达到50℃或更高,从而加速塑料内饰老化,释放出有害
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随着石油、煤炭和天然气等不可再生化石能源不断消耗,能源危机在21世纪日益严峻。开发可再生清洁能源逐渐成为目前热门研究话题,太阳能作为地球最原始能源,蕴藏丰富、安全环保、分布广泛,是新能源发展最理想清洁能源,也是目前最热门研究领域之一。随着全球汽车保有量逐年增加,汽车空调能源消耗非常巨大,尤其在夏季,当停在室外的汽车长时间暴露在烈日下时,车厢内温度将达到50℃或更高,从而加速塑料内饰老化,释放出有害气体。因此,本文提出一种基于仿生折叠花机构的汽车太阳能降温系统。当户外停车时,仿生折叠花光伏发电机构采集汽车车顶太阳能转换成电能,再通过无线传能系统传输至汽车内部为降温系统供电,减少汽车能源消耗,达到节能减排、绿色环保的目的。以下是本文的主要研究内容:首先,本文以汽车太阳能降温技术为研究方向,提出一种基于仿生折叠花机构的汽车太阳能降温系统,采用模块化设计思路进行汽车太阳能降温系统方案设计,包括仿生折叠花光伏发电模块、无线传能模块和降温模块。其次,本文对仿生折叠花光伏发电机构进行运动学分析,并对太阳能辐射量和无线传能效率进行理论计算,采用MATLAB对成都(北纬30.67°,东经104.07°)全年太阳能辐射强度进行仿真计算。然后,本文采用TRM-PD4矩阵式稳态太阳能模拟器对仿生折叠花光伏发电模块进行太阳能辐射模拟试验,对不同太阳能辐射强度下光伏发电量和无线传能效率进行试验分析,初步验证本文汽车太阳能降温系统方案可行性。最后,本文采用SOLIDWORKS建立汽车车舱物理模型,采用FLUENT 19.0建立空气热力学模型,并进行热力学仿真分析,仿真结果显示,在使用汽车太阳能降温系统时,汽车车舱内部降温效果明显,进一步验证本文设计方案可行性。
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