(19)國家知識產(chǎn)權(quán)局HO2S(71)申請人林慶仁地址525400廣東省茂名市電白區(qū)旦場鎮(zhèn)王村上石井村(72)發(fā)明人林慶仁(74)專利代理機構(gòu)北京京知專利代理事務(wù)所(普通合伙)16230專利代理師陳飛飛H02J7/35(2006.01)H02J7/34(2006.01)HO2S20/30(2014.01)HO2S30/20(2014.01)(54)發(fā)明名稱太陽能充電電瓶車本申請公開了太陽能充電電瓶車，包括車控制系統(tǒng)和立柱，其中，車身前端立柱的左右兩側(cè)對稱固定安裝第一光伏板和第二光伏板，第一光伏板和第二光伏板的安裝面與車身前進方向率≥90%;車身前端設(shè)置儲物箱，其頂部通過合頁活動連接第三光伏板，第三光伏板展開時與儲物充電電瓶車采用多光伏板立體布局與動態(tài)調(diào)節(jié)，展開發(fā)電面積≥1.5m2,配自清潔涂層，發(fā)電效率高，超級電容與主電池分級管理，結(jié)合下坡能量回收延長續(xù)航，行駛時光伏板折疊，整車寬≤21.太陽能充電電瓶車，其特征在于，包括車身(1)、車架(2)、前輪(3)、后輪(4)、車座所述車身(1)前端立柱(9)的左右兩側(cè)對稱固定安裝第一光伏板(10)和第二光伏板(11),所述第一光伏板(10)和第二光伏板(11)的安裝面與車身(1)前進方向呈30°-60°夾角，表面覆蓋自清潔納米涂層(101),透光率≥90%;所述車身(1)前端設(shè)置儲物箱(12),其頂部通過合頁活動連接第三光伏板(13),所述第三光伏板(13)展開時與儲物箱(12)頂部平面呈0°-180°可調(diào)角度，閉合時完全覆蓋儲物箱所述車身(1)后端兩側(cè)通過折疊軸對稱安裝第四光伏板(14)和第五光伏板(15),所述第四光伏板(14)和第五光伏板(15)折疊時貼合車架(2)兩側(cè)，展開時繞折疊軸(141)旋轉(zhuǎn)并拼接為連續(xù)光伏接收面，展開后總面積為0.8-1.0m2;所述控制系統(tǒng)(8)包括姿態(tài)檢測模塊(81)、加速度傳感器(82)、光伏展開控制器(83)和能量管理模塊(84),其中，所述姿態(tài)檢測模塊(81)通過所述加速度傳感器(82)檢測車輛靜止狀態(tài)；所述光伏展開控制器(83)與所有活動光伏板電連接，觸發(fā)以下動作：車輛靜止>5分鐘時，自動展開第三光伏板(13)至最佳采光角度，同步展開第四光伏板(14)和第五光伏板(15)并拼接為接收面；檢測到車輛移動時(當(dāng)加速度傳感器(82)檢測到加速度>0.1m/s2時判定為車輛移動),0.5秒內(nèi)復(fù)位所有活動光伏板至折疊狀態(tài)；所述能量管理模塊(84)通過MPPT算法優(yōu)化光伏輸出，動態(tài)分配電能至驅(qū)動電機(6)或儲能系統(tǒng)(7)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能充電電瓶車，其特征在于，所述第一光伏板(10)和第二光伏板(11)為單晶硅材質(zhì)，轉(zhuǎn)換效率≥22%,通過防水螺栓固定于前端立柱(9)的鋁合金支架上，支架與車身(1)的連接處設(shè)置減震膠墊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能充電電瓶車，其特征在于，所述第三光伏板(13)為透光型碲化鎘薄膜光伏板，透光率60%,與合頁的連接處設(shè)置阻尼轉(zhuǎn)軸(131),展開角度可手動4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能充電電瓶車，其特征在于，所述折疊軸(141)內(nèi)置扭矩限制器(1411),當(dāng)風(fēng)速≥8m/s或機械阻力>5N·m時自動鎖定；所述第四光伏板(14)和第五光伏板(15)的拼接邊緣設(shè)置互鎖卡扣(151),展開時間隔≤2mm,拼接后曲面弧度與車輛實時位置的正午太陽高度角匹配±5°。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能充電電瓶車，其特征在于，所述儲能系統(tǒng)(7)包括主電所述主電池組(71)安裝于車架(2)下管內(nèi)部，為磷酸鐵鋰電池，容量1.2kWh;所述超級電容模組(72)安裝于車座(5)下方，與所述第四光伏板(14)和第五光伏板所述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器(73)轉(zhuǎn)換效率≥96%,支持主電池組(71)與超級電容模組(72)間的按需充放電。6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的太陽能充電電瓶車，其特征在于，所述控制系統(tǒng)(8)的能源3分配邏輯為：光照強度≥80000lux時，光伏電能優(yōu)先直供驅(qū)動電機(6);光照強度<80000lux時，光伏電能存儲至超級電容模組(72);超級電容模組(72)的SOC>80%時，向主電池組(71)轉(zhuǎn)移電能；下坡速度>15km/h時，驅(qū)動電機(6)切換為發(fā)電模式，回收效率≥45%。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能充電電瓶車，其特征在于，所述車架(2)采用6061-T6航所述第四光伏板(14)和第五光伏板(15)的折疊支架為碳纖維增強復(fù)合材料，抗彎強度≥1200MPa,重量比傳統(tǒng)金屬支架減輕40%。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能充電電瓶車，其特征在于，還包括車控顯示屏(20),實時顯示：各光伏組件發(fā)電功率及占比；儲能系統(tǒng)(7)的SOC狀態(tài)；光伏板展開異常報警代碼(包括風(fēng)速超限、機械卡阻)。9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的太陽能充電電瓶車，其特征在于，所述第一光伏板(10)、第二光伏板(11)、第三光伏板(13)、第四光伏板(14)和第五光伏板(15)在折疊狀態(tài)下的總寬度≤45cm,展開后總發(fā)電面積≥1.5m2,整車質(zhì)量≤55kg,符合GB17761-2018標準。4太陽能充電電瓶車技術(shù)領(lǐng)域[0001]本申請涉及電動交通工具的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及太陽能充電電瓶車。背景技術(shù)[0002]隨著低碳出行理念的普及，太陽能電動車因兼具環(huán)保與續(xù)航提升潛力而備受關(guān)注。現(xiàn)有技術(shù)中，太陽能電動車的光伏系統(tǒng)普遍存在以下缺陷：[0003]1、光伏板布局與調(diào)節(jié)機制低效：多數(shù)車型采用固定角度光伏板，僅能接收單一方向光照，且未針對車輛靜止/行駛狀態(tài)設(shè)計差異化方案。例如，傳統(tǒng)車載光伏板通常固定于車頂或車身側(cè)面，無法根據(jù)光照角度動態(tài)調(diào)整，尤其在車輛停放時浪費光照資源；行駛時光伏板突出于車身易受碰撞，存在安全隱患。[0004]2、儲能系統(tǒng)單一且能量管理粗放：現(xiàn)有方案多依賴單一電池組存儲電能，缺乏對光伏瞬時峰值電能的高效利用，且未結(jié)合制動能量回收技術(shù)。例如，光伏板產(chǎn)生的不穩(wěn)定電能直接輸入電池組，易造成充電效率低下或電池損耗；下坡時動能未被回收利用，續(xù)航提升[0005]3、結(jié)構(gòu)設(shè)計未兼顧輕量化與可靠性：光伏板支架多采用金屬材料，重量大且抗風(fēng)能力不足；防水、自清潔功能缺失導(dǎo)致維護成本高。例如，傳統(tǒng)折疊支架在高速行駛或強風(fēng)環(huán)境下易松動，光伏板表面灰塵堆積影響透光率，需頻繁人工清潔。[0006]因此，亟需一種具備智能光伏調(diào)節(jié)、高效儲能管理及輕量化結(jié)構(gòu)的太陽能電動車，以解決現(xiàn)有技術(shù)中光能利用率低、續(xù)航提升有限及可靠性不足的問題。發(fā)明內(nèi)容[0007]本申請旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。[0008]為此，本申請的第一個目的在于提供太陽能充電電瓶車，多光伏板立體布局與動態(tài)調(diào)節(jié)機制使有效發(fā)電面積≥1.5m2(展開狀態(tài)),結(jié)合自清潔涂層與角度優(yōu)化，發(fā)電效率較傳統(tǒng)固定方案大幅提升。[0009]本申請的第二個目的在于提供太陽能充電電瓶車，超級電容存儲瞬時電能，配合主電池組實現(xiàn)“即發(fā)即用+穩(wěn)定存儲”的分級管理，下坡能量回收伏板完全折疊，整車寬度≤45cm,符合GB17761-2018標準，避免突出部件造成的安全隱患。[0010]本申請的第三個目的在于提供太陽能充電電瓶車，IP67防水、扭矩限制器防損、自清潔涂層減少人工維護，碳纖維與鋁合金結(jié)構(gòu)提升耐候性，適應(yīng)復(fù)雜戶外環(huán)境。[0011]為達到上述目的，本申請第一方面實施例提出了太陽能充電電瓶車，包括車身、車右兩側(cè)對稱固定安裝第一光伏板和第二光伏板，所述第一光伏板和第二光伏板的安裝面與車身前進方向呈30°-60°夾角，表面覆蓋自清潔納米涂層，透光率≥90%;所述車身前端設(shè)置儲物箱，其頂部通過合頁活動連接第三光伏板，所述第三光伏板展開時與儲物箱頂部平面呈0°-180°可調(diào)角度，閉合時完全覆蓋儲物箱開口；所述車身后5裝第四光伏板和第五光伏板，所述第四光伏板和第五光伏板折疊時貼合車架兩側(cè)，展開時繞折疊軸旋轉(zhuǎn)并拼接為連續(xù)光伏接收面，展開后總面積為0.8-1.0m2;所述控制系統(tǒng)包括姿態(tài)檢測模塊、加速度傳感器、光伏展開控制器和能量管理模塊，其中，所述姿態(tài)檢測模塊通過所述加速度傳感器檢測車輛靜止狀態(tài)；所述光伏展開控制器與所有活動光伏板電連接，觸發(fā)以下動作：車輛靜止>5分鐘時，自動展開第三光伏板至最佳采光角度，同步展開第四光伏板和第五光伏板并拼接為接收面；檢測到車輛移動時(當(dāng)加速度傳感器檢測到加速度>0.1m/s2時判定為車輛移動),0.5秒內(nèi)復(fù)位所有活動光伏板至折疊狀態(tài)；所述能量管理模塊通過MPPT算法優(yōu)化光伏輸出，動態(tài)分配電能至驅(qū)動電機或儲能系統(tǒng)。[0012]本申請實施例的太陽能充電電瓶車，該太陽能充電電瓶車采用多光伏板立體布局與動態(tài)調(diào)節(jié)，展開發(fā)電面積≥1.5m2,配自清潔涂層，發(fā)電效率高，超級電容與主電池分級管理，結(jié)合下坡能量回收延長續(xù)航，行駛時光伏板折疊，整車寬≤45cm合規(guī)，且具IP67防水等[0013]另外，根據(jù)本申請上述提出的太陽能充電電瓶車還可以具有如下附加的技術(shù)特[0014]在本申請的一個實施例中，所述第一光伏板和第二光伏板為單晶硅材質(zhì)，轉(zhuǎn)換效率≥22%,通過防水螺栓固定于前端立柱的鋁合金支架上，支架與車身的連接處設(shè)置減震膠墊。[0015]在本申請的一個實施例中，所述第三光伏板為透光型碲化鎘薄膜光伏板，透光率60%,與合頁的連接處設(shè)置阻尼轉(zhuǎn)軸，展開角度可手動或電動調(diào)節(jié)；閉合時通過磁吸鎖固[0016]在本申請的一個實施例中，所述折疊軸內(nèi)置扭矩限制器，當(dāng)風(fēng)速≥8m/s或機械阻力>5N·m時自動鎖定；所述第四光伏板和第五光伏板的拼接邊緣設(shè)置互鎖卡扣，展開時間隔≤2mm,拼接后曲面弧度與車輛實時位置的正午太陽高度角匹配±5°。[0017]在本申請的一個實施例中，所述儲能系統(tǒng)包括主電池組、超級電容模組和雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器，其中，所述主電池組安裝于車架下管內(nèi)部，為磷酸級電容模組安裝于車座下方，與所述第四光伏板和第五光伏板直連，用于存儲瞬時峰值電能；所述雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換效率≥96%,支持主電池組與超級電容模組間的按需充放[0018]在本申請的一個實施例中，所述控制系統(tǒng)的能源分配邏輯為：光照強度≥80000lux時，光伏電能優(yōu)先直供驅(qū)動電機；光照強度<80000lux時，光伏電能存儲至超級電容模組；超級電容模組的SOC>80%時，向主電池組轉(zhuǎn)移電能；下坡速度>15km/h時，驅(qū)動電機切換為發(fā)電模式，回收效率≥45%。[0019]在本申請的一個實施例中，所述車架采用6061-T6航空鋁合金，表面陽極氧化處理；所述第四光伏板和第五光伏板的折疊支架為碳纖維增強復(fù)合材料，抗彎強度≥1200MPa,重量比傳統(tǒng)金屬支架減輕40%。[0020]在本申請的一個實施例中，還包括車控顯示屏，實時顯示：各光伏組件發(fā)電功率及[0021]在本申請的一個實施例中，所述第一光伏板、第二光伏板、第三光伏板、第四光伏板和第五光伏板在折疊狀態(tài)下的總寬度≤45cm,展開后總發(fā)電面積≥1.5m2,整車質(zhì)量≤655kg,符合GB17761-2018標準。[0022]本申請與現(xiàn)有的技術(shù)相比的優(yōu)點在于：[0023](1)多光伏板立體布局與動態(tài)調(diào)節(jié)機制使有效發(fā)電面積≥1.5m2(展開狀態(tài)),結(jié)合自清潔涂層與角度優(yōu)化，發(fā)電效率較傳統(tǒng)固定方案大幅提升。[0024](2)超級電容存儲瞬時電能，配合主電池組實現(xiàn)“即發(fā)即用+穩(wěn)定存儲”的分級管理，下坡能量回收進一步延長續(xù)航，行駛時光伏板完全折疊，整車寬度≤45cm,符合GB17761-2018標準，避免突出部件造成的安全隱患。[0025](3)IP67防水、扭矩限制器防損、自清潔涂層減少人工維護，碳纖維與鋁合金結(jié)構(gòu)提升耐候性，適應(yīng)復(fù)雜戶外環(huán)境。[0026]本申請附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本申請的實踐了解到。附圖說明[0027]本申請上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變得[0028]圖1為根據(jù)本申請一個實施例的太陽能充電電瓶車的立體圖；[0029]圖2為根據(jù)本申請另一個實施例的太陽能充電電瓶車的立體圖；[0030]圖3為根據(jù)本申請另一個實施例的太陽能充電電瓶車的立體圖；[0031]圖4為根據(jù)本申請一個實施例的太陽能充電電瓶車的控制連接示意圖；[0032]圖5為根據(jù)本申請一個實施例的太陽能充電電瓶車的光伏板展開-折疊控制流程[0033]圖6為根據(jù)本申請一個實施例的太陽能充電電瓶車的能量管理與分配邏輯流程[0034]圖7為根據(jù)本申請一個實施例的太陽能充電電瓶車的下坡能量回收流程圖；[0035]圖8為根據(jù)本申請一個實施例的太陽能充電電瓶車的控制系統(tǒng)核心模塊交互圖。具體實施方式[0037]下面結(jié)合附圖來描述本申請實施例的太陽能充電電瓶車。[0039]可以理解的是，車身1以車架2為支撐骨架，前端設(shè)置立柱9,其左右兩側(cè)通過鋁合金支架對稱固定安裝第一光伏板10和第二光伏板11。兩光伏板的安裝面與車身前進方向呈30°-60°夾角(選取45°),該角度既滿足車輛行駛時的空氣動力學(xué)要求，又能在靜止時有效接收斜射陽光。光伏板表面覆蓋自清潔納米涂層101,通過光催化效應(yīng)分解灰塵，確保透光7率始終≥90%,減少人工清潔頻率。[0040]車身1前端下方設(shè)置儲物箱12,其頂部通過合頁與第三光伏板13活動連接。第三光伏板可繞合頁轉(zhuǎn)動，展開時與儲物箱頂部平面形成0°-180°可調(diào)角度(例如展開至90°垂直[0041]車身1后端兩側(cè)通過折疊軸141對稱安裝第四光伏板14和第五光伏板15.折疊狀態(tài)下，兩光伏板貼合車架2兩側(cè)，不超出車身寬度；展扣拼接為連續(xù)平面，展開后總面積為0.8-1.0m2,形成后部高效發(fā)電區(qū)域。[0044]控制系統(tǒng)8中的姿態(tài)檢測模塊81實時讀取加速度傳感器82的信號：[0045]當(dāng)加速度傳感器檢測到車輛加速度≤0.1m/s2且持續(xù)5分鐘以上時，判定為靜止狀[0046]當(dāng)加速度>0.1m/s2(如起步、加速或推行),判定為移動狀態(tài)。[0048]光伏展開控制器83根據(jù)姿態(tài)檢測結(jié)果執(zhí)行以下動作：[0049]靜止狀態(tài)觸發(fā)展開：[0050]車輛靜止>5分鐘后，控制器首先向第三光伏板13發(fā)送展開指令，其通過合頁轉(zhuǎn)動至最佳采光角度(例如根據(jù)當(dāng)?shù)鼐暥阮A(yù)設(shè)為60°);同步向第四光伏板14和第五光伏板15發(fā)送展開信號，兩板繞折疊軸141旋轉(zhuǎn)90°,邊緣卡扣鎖定后拼接為完整接收面，最大化接收頂部及側(cè)后方光照。[0052]檢測到車輛移動(加速度>0.1m/s2)后，控制器在0.5秒內(nèi)發(fā)送復(fù)位指令：第三光伏板13閉合覆蓋儲物箱12開口，第四光伏板14和第五光伏板15折疊貼合車架2兩側(cè)，避免行駛中光伏板突出導(dǎo)致安全隱患。[0054]能量管理模塊84通過MPPT(最大功率點跟蹤)算法實時優(yōu)化光伏輸出：[0055]當(dāng)?shù)谝还夥?0、第二光伏板11、第三光伏板13、第四光伏板14、第五光伏板15的總發(fā)電功率穩(wěn)定時，模塊動態(tài)分配電能：[0056]優(yōu)先滿足驅(qū)動電機6的實時用電需求，剩余電能存儲至儲能系統(tǒng)7;[0057]若光伏輸出功率波動(云層遮擋),模塊調(diào)整電能流向，確保驅(qū)動電機供電穩(wěn)定性與儲能系統(tǒng)充電安全性。[0058]關(guān)鍵部件協(xié)同工作原理：[0059]第一光伏板10和第二光伏板11固定傾斜角度設(shè)計使車輛在停放時可接收不同方向的陽光(如上午/下午的側(cè)光),自清潔涂層101持續(xù)保持透光率，無需人工干預(yù)。[0060]第三光伏板13合頁連接結(jié)構(gòu)允許手動或電動調(diào)節(jié)角度(如用戶根據(jù)光照方向手動調(diào)整至最佳角度),閉合時通過磁吸結(jié)構(gòu)鎖定，確保儲物箱防水防塵(配合密封膠條實現(xiàn)IP67級防水)。[0061]第四光伏板14和第五光伏板15:折疊軸141內(nèi)置阻尼機構(gòu)，展開時提供穩(wěn)定支撐，拼接后的連續(xù)平面有效擴大發(fā)電面積，適應(yīng)靜止時的頂部光照接收需求。8[0062]加速度傳感器82→姿態(tài)檢測模塊81→光伏展開控制器83→第三光伏板13、第四光伏板14和第五光伏板15,形成“檢測-判斷-執(zhí)行”的閉環(huán)控制，確保光伏板狀態(tài)與車輛運動狀態(tài)實時匹配。[0063]在本申請的一個實施例中，如圖1-圖8所示，以下是對第一光伏板10和第二光伏板11的材質(zhì)、安裝結(jié)構(gòu)及工作原理進行詳細闡述：[0064]可以理解的是，第一光伏板10和第二光伏板11采用單晶硅材質(zhì)，通過直拉法制成單晶硅片后封裝為光伏組件，實測光電轉(zhuǎn)換效率≥22%(高于常規(guī)多晶硅18%-20%的轉(zhuǎn)換效率)。該材質(zhì)在強光及高溫環(huán)境下穩(wěn)定性優(yōu)異，溫度系數(shù)≤-0.4%/℃,確保車輛在戶外長時間暴曬時仍保持高效發(fā)電能力。[0065]前端立柱9采用空心圓柱形鋁合金型材(6063-T5,抗拉強度≥210MPa),其左右兩側(cè)通過鋁合金支架(厚度3mm,截面呈L型)固定光伏板。支架一端通過防水螺栓(M4不銹鋼材質(zhì)，表面鍍鎳處理，螺紋深度8mm)與立柱9預(yù)設(shè)的螺孔連接，另一端通過沉頭螺絲與光伏板[0066]防水螺栓配備丁腈橡膠墊圈(厚度1.5mm,邵氏硬度70A),安裝時墊圈被壓縮至螺栓頭部與支架表面緊密貼合，形成IP65級防水密封，防止雨水從螺栓孔滲入車身內(nèi)部。經(jīng)淋雨測試(水壓80kPa,噴淋15分鐘),支架與立柱連接處無滲水現(xiàn)象。[0067]減震膠墊的緩沖原理：[0069]減震膠墊設(shè)置于鋁合金支架與車身1立柱9的連接處，采用氯丁橡膠材質(zhì)(硬度50支架和立柱的螺栓孔位置對應(yīng)。[0071]車輛行駛過程中，路面顛簸通過車架2傳遞至立柱9,減震膠墊通過以下方式降低振動影響：[0072]高頻振動吸收：橡膠材料的粘彈性特性可衰減20-200Hz的振動能量(如通過減速帶時的高頻沖擊),實測減少光伏板振動幅度；[0073]螺栓防松保護：膠墊的彈性形變補償支架與立柱間的相對位移，避免防水螺栓因反復(fù)振動導(dǎo)致的松動(經(jīng)50km/h顛簸路測試2小時，螺栓扭矩衰減<5%);[0074]光伏板應(yīng)力釋放：防止剛性連接導(dǎo)致的光伏板邊緣應(yīng)力集中，降低玻璃面板開裂風(fēng)險。[0075]在本申請的一個實施例中，如圖1-圖8所示，以下是對第三光伏板13的材質(zhì)特性、調(diào)節(jié)機構(gòu)及防水固定結(jié)構(gòu)進行詳細闡述：[0076]可以理解的是，第三光伏板13采用透光型碲化鎘(CdTe)薄膜光伏技術(shù)，由玻璃基如下：[0077]透光率60%:通過控制碲化鎘薄膜厚度(約2μm)及TCO層透光率，實現(xiàn)可見光(400-760nm)透過率≥60%,使儲物箱12內(nèi)部保持自然采光，便于用戶取放物品(如放置書包、雨傘時可清晰識別物品);[0078]弱光響應(yīng)優(yōu)異：在光照強度20000lux(陰天環(huán)境)下仍可發(fā)電，轉(zhuǎn)換效率≥12%,彌9補單晶硅光伏板在散射光下的效率衰減問題；[0079]柔性可彎曲：基板采用鋼化玻璃(厚度3mm,抗彎強度≥150MPa),允許一定弧度形變(曲率半徑≥500mm),適應(yīng)儲物箱頂部的弧形設(shè)計。[0080]阻尼轉(zhuǎn)軸131的調(diào)節(jié)機制：[0082]阻尼轉(zhuǎn)軸131安裝于第三光伏板13與儲物箱12頂部合頁的連接處，由以下部件組[0083]轉(zhuǎn)軸主體：不銹鋼材質(zhì)(304L),直徑8mm,兩端分別嵌入光伏板邊框與儲物箱支架的軸承座(深溝球軸承，型號608);[0084]阻尼片：兩片黃銅摩擦片(厚度0.5mm)夾設(shè)硅基阻尼脂(粘度5000cSt),通過彈簧壓板施加0.5N·m的恒定摩擦力矩；[0085]電動調(diào)節(jié)組件(可選):包含微型步進電機(扭矩1N·m)、齒輪減速器(減速比10:[0087]手動調(diào)節(jié)：用戶施加≥1N·m的扭矩(如用手扳動光伏板),克服阻尼片摩擦力矩，可在0°(貼合儲物箱頂部)至180°(完全反向展開)范圍內(nèi)任意角度停留，松手后阻尼片保持當(dāng)前角度(如用戶根據(jù)太陽方位手動調(diào)整至朝南45°);[0088]電動調(diào)節(jié)：車輛靜止時，光伏展開控制器83根據(jù)姿態(tài)檢測模塊81信號，向步進電機發(fā)送指令：[0089]展開時：電機正轉(zhuǎn)驅(qū)動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，光伏板以5°/秒速度展開至最佳采光角度(通過車載傳感器計算的當(dāng)?shù)卣缣柛叨冉?;[0090]復(fù)位時：電機反轉(zhuǎn)驅(qū)動光伏板閉合，到位后觸發(fā)限位開關(guān)(集成于軸承座)停止動[0091]磁吸鎖固定與IP67防水設(shè)計：[0094]永磁體組：在光伏板邊框底部嵌入4個釹鐵硼磁鐵(N35級，單個吸力50N),間距[0095]磁吸固定板：儲物箱開口邊緣安裝鍍鋅鋼板(厚度2mm),與永磁體位置一一對應(yīng)，表面鍍鎳防腐蝕；[0096]密封膠條：在光伏板與儲物箱接觸的邊緣設(shè)置EPDM橡膠密封圈(截面直徑3mm),閉合時磁鐵吸附力使密封圈壓縮率達30%,形成密封屏障。[0098]IP67級防水：通過以下設(shè)計滿足國際電工標準(IEC60529):[0100]防水：1m水深浸泡30分鐘無滲水(實測：在1.2m水深環(huán)境下浸泡40分鐘，儲物箱內(nèi)部濕度傳感器顯示濕度無變化);[0101]快速閉合特性：磁吸鎖的響應(yīng)時間<0.2秒，確保車輛啟動時(檢測到移動后0.5秒內(nèi))光伏板可靠閉合，避免行駛中因未鎖定導(dǎo)致的安全隱患。[0104]姿態(tài)檢測模塊81判定車輛靜止>5分鐘后，光伏展開控制器83優(yōu)先驅(qū)動第三光伏板13電動展開：[0105]若為手動調(diào)節(jié)車型，用戶可根據(jù)陽光入射角度手動扳動光伏板至最佳位置(如上[0106]展開后，碲化鎘薄膜光伏板在60%透光率下，既為儲物箱提供照明，又通過弱光發(fā)電(日均發(fā)電量約0.1kWh,占整車日發(fā)電量15%)。[0108]檢測到車輛移動(加速度>0.1m/s2),光伏展開控制器83發(fā)送閉合指令，電動車型通過步進電機驅(qū)動光伏板復(fù)位，手動車型依賴用戶行駛前手動閉合；[0109]閉合后，磁吸鎖與密封圈共同作用，確保儲物箱在雨天行駛(如遭遇暴雨，雨強≥50mm/h)時內(nèi)部物品保持干燥，同時光伏板表面的自清潔涂層輔助減少雨水殘留。[0111]低溫場景(-10℃):阻尼脂保持流動性(凝固點-40℃),手動調(diào)節(jié)力矩變化<10%;磁吸鎖的永磁體剩磁溫度系數(shù)≤-0.1%/℃,確保低溫下吸附力穩(wěn)定；[0112]高溫場景(60℃):EPDM密封圈抗老化壽命≥5年，碲化鎘薄膜光伏板的溫度系數(shù)≤-0.3%/℃,高溫下透光率與發(fā)電效率衰減可控。[0113]在本申請的一個實施例中，如圖1-圖8所示，以下是對第四光伏板14、第五光伏板15的折疊軸鎖定機制、互鎖卡扣拼接結(jié)構(gòu)及曲面弧度調(diào)節(jié)原理進行詳細闡述：[0114]可以理解的是，折疊軸141與扭矩限制器1411的結(jié)構(gòu)原理：[0116]折疊軸141為中空圓柱形結(jié)構(gòu)(直徑16mm,材質(zhì)6061-T6鋁合金),內(nèi)置扭矩限制器1411,其組成如下：[0117]離心式風(fēng)速傳感器：安裝于軸端，當(dāng)風(fēng)速≥8m/s(約5級風(fēng))時，葉片轉(zhuǎn)速觸發(fā)微動[0118]機械阻力檢測組件：包含壓力傳感器(量程0-10N·m)和摩擦片組，當(dāng)光伏板展開過程中阻力>5N·m(如卡扣未對準導(dǎo)致卡阻),壓力傳感器信號觸發(fā)鎖定；現(xiàn)0.3秒內(nèi)緊急鎖定。[0121]風(fēng)速超限鎖定：[0122]折疊軸內(nèi)置風(fēng)速傳感器檢測到風(fēng)速≥8m/s時：[0123]扭矩限制器1411的電磁離合器通電，鎖定折疊軸141旋轉(zhuǎn)；[0124]光伏展開控制器83同步向車控顯示屏20發(fā)送報警代碼“E01”(風(fēng)速超限),提醒用戶手動檢查。[0126]第四光伏板14或第五光伏板15展開時，若互鎖卡扣151未對準導(dǎo)致阻力>5N·m:11[0128]控制器停止驅(qū)動電機(若為電動展開),顯示屏顯示“E02”(機械卡阻),需用戶手動調(diào)整卡扣后重新展開。[0129]互鎖卡扣151與拼接精度控制：[0130]1、互鎖卡扣結(jié)構(gòu)設(shè)計[0131]第四光伏板14和第五光伏板15的拼接邊緣分別設(shè)置公卡扣與母卡扣，具體參數(shù)：[0132]公卡扣：鋁合金材質(zhì)，截面呈L型，凸起高度5mm,寬度10mm,設(shè)置于第四光伏板右側(cè)邊緣；[0133]母卡扣：配套凹槽結(jié)構(gòu)，內(nèi)置彈簧頂針(壓力2N),設(shè)置于第五光伏板左側(cè)邊緣；[0134]拼接精度：展開時公卡扣嵌入母卡扣，通過彈簧頂針消除間隙，確保間隔≤2mm(實測平均間隔1.5mm),形成連續(xù)光伏接收面。[0135]2、曲面弧度動態(tài)匹配機制[0136]太陽高度角計算：[0137]控制系統(tǒng)8通過車載GPS模塊獲取[0138]角度調(diào)節(jié)機構(gòu)：[0139]折疊軸141底部集成電動推桿(行程50mm,推力100N),根據(jù)太陽高度角計算結(jié)果，驅(qū)動光伏板繞軸旋轉(zhuǎn)，調(diào)整拼接后曲面弧度：[0140]例如，當(dāng)太陽高度角為60°時，推桿伸出25mm,使光伏板組合形成60°±5°的傾斜曲[0141]電動推桿內(nèi)置角度傳感器(精度±1°),實時反饋至能量管理模塊84,確保角度誤[0142]工作流程與協(xié)同控制：[0143]1、光伏板展開與拼接過程：[0144]車輛靜止>5分鐘，光伏展開控制器83向折疊軸141的驅(qū)動電機發(fā)送展開指令；[0145]第四光伏板14和第五光伏板15繞折疊軸旋轉(zhuǎn)90°,直至互鎖卡扣完全咬合(通過光電傳感器檢測卡扣到位信號);[0146]電動推桿根據(jù)實時太陽高度角調(diào)整曲面弧度，形成連續(xù)接收面(總面積0.8-1.0m2),提升漫射光接收效率。[0147]2、極端工況下的保護機制：[0148]強風(fēng)場景(風(fēng)速≥8m/s):[0149]扭矩限制器1411鎖定折疊軸，防止光伏板因風(fēng)力振動導(dǎo)致卡扣松脫或支架變形[0150]卡阻場景(阻力>5N·m):[0151]鎖定后停止展開動作，避免強行驅(qū)動損壞卡扣或折疊軸，同時通過顯示屏報警引導(dǎo)用戶排查(如異物卡入卡扣間隙)。[0152]曲面弧度與太陽高度角匹配±5°時，光伏板接收的垂直光照面積增加15%(對比水平展開),尤其在低緯度地區(qū)(如太陽高度角>70°)效果顯著。[0153]需要說明的是，該實施例中所描述的扭矩限制器關(guān)鍵參數(shù)：[0154]電磁離合器額定扭矩10N·m,響應(yīng)時間<0.3秒，壽命≥10萬次鎖定/解鎖循環(huán)；[0155]風(fēng)速傳感器符合GB/T12483-2002標準，工作溫度-20℃~60℃,濕度≤95%RH。[0157]卡扣表面經(jīng)陽極氧化處理(膜厚15μm),鹽霧測試1000小時無腐蝕；[0158]光伏板邊緣設(shè)置硅膠緩沖條(厚度2mm),拼接時吸收安裝誤差，避免剛性碰撞導(dǎo)致玻璃面板開裂。[0159]在本申請的一個實施例中，如圖1-圖8所示，以下是對儲能系統(tǒng)7的組成、布局及能量流動機制進行詳細闡述：[0160]可以理解的是，儲能系統(tǒng)7由主電池組71、超級電容模組72和雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器73[0161]主電池組71:采用16串4并的磷酸鐵鋰電池(型號3.2V/120Ah),容量1.2kWh,封裝于鋁合金殼體(厚度2mm,表面陽極氧化),緊密貼合車架2下管內(nèi)部。該位置具備以下優(yōu)勢：[0162]利用車架結(jié)構(gòu)保護電池組，避免[0163]下管內(nèi)部空間封閉，可通過車架導(dǎo)流孔實現(xiàn)被動散熱(溫升≤10℃/小時)。[0164]超級電容模組72:由10個2.7V/100F超級電容串聯(lián)(額定電壓27V,容量33F),安裝于車座5下方的注塑支架上，通過截面積4mm2的硅膠線與第四光伏板14、第五光伏板15直連(線路長度≤50cm),減少線路阻抗(實測直流電阻≤0.01Ω)。[0165]雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器73:集成于主電池組殼體側(cè)面，采用高頻隔離型拓撲結(jié)構(gòu)(開關(guān)頻率50kHz),轉(zhuǎn)換效率≥96%,支持0-60V輸入/輸出電壓范圍，最大傳輸功率1.5kW。[0167]第四光伏板14和第五光伏板15產(chǎn)生的電能直接輸入超級電容模組72,而非通過主[0168]響應(yīng)速度匹配：光伏板受云層遮擋時，輸出功率可能在毫秒級內(nèi)波動(如從800W驟降至300W),超級電容的充放電時間常數(shù)<1秒，可快速吸收/釋放瞬時功率，避免主電池組因頻繁大電流沖擊導(dǎo)致壽命衰減(磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命≥3000次，配合超級電容后實際壽命提升至4000次以上);[0169]能量損耗降低：直連線路短且無中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，較傳統(tǒng)“光伏板-控制器-電池組”方案減少3%-5%的傳輸損耗。[0171]充電過程：當(dāng)光伏板輸出電壓(28-32V)高于超級電容端電壓時，電能通過防反二極管(壓降≤0.3V)存入電容模組，最大充電電流限制為50A(保護電容安全);[0172]放電過程：驅(qū)動電機6啟動瞬間(如爬坡時需求功率>300W),超級電容模組以200A峰值電流放電(持續(xù)時間≤10秒),輔助主電池組供電，避免主電池大電流放電導(dǎo)致的電壓驟降(實測電壓波動從±2V降至±0.5V)。[0175]當(dāng)超級電容模組72的SOC>80%(通過霍爾電流傳感器實時監(jiān)測),雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器73啟動升壓模式(輸入27V→輸出36V),將電能轉(zhuǎn)移至主電池組71,具體流程：[0176]能量管理模塊84發(fā)送轉(zhuǎn)移指令至轉(zhuǎn)換器控制芯片(型號STM32G030);[0177]轉(zhuǎn)換器通過PWM調(diào)制技術(shù)調(diào)整占空比，使輸出電壓匹配主電池組充電電壓(3.65V/串×16串=58.4V);[0178]充電電流限制為0.5C(60A),并采用恒流-恒壓兩段式充電，確保電池組安全充滿。[0180]當(dāng)超級電容SOC<20%且光伏板輸出功率不足時，轉(zhuǎn)換器啟動降壓模式(輸入58.4V→輸出27V),為主電池組向超級電容補能，典型場景：[0181]清晨車輛啟動時，光伏板尚未開始發(fā)電，超級電容剩余電量不足，主電池組通過轉(zhuǎn)換器向其補充電能，確保驅(qū)動電機啟動時的瞬時功率需求；[0182]連續(xù)陰雨天氣，光伏發(fā)電功率<100W,超級電容存儲的電能優(yōu)先供給驅(qū)動電機，不足部分由主電池組通過轉(zhuǎn)換器補充。[0183]多場景能量流動示例：[0184]1、強光直射場景(光照強度≥80000lux):[0185]五塊光伏板總輸出功率≥500W,經(jīng)MPPT算法優(yōu)化后：[0186]300W直接供給驅(qū)動電機6(如勻速行駛需求功率200W,剩余100W備用);[0187]剩余200W輸入超級電容模組72,當(dāng)電容SOC達80%(約需15分鐘),雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器將電能以100W功率轉(zhuǎn)移至主電池組71。[0188]2、弱光或陰天場景(光照強度20000-80000lux):[0189]光伏輸出功率100-300W,全部存入超級電容模組72,當(dāng)電容SOC>80%時啟動轉(zhuǎn)移；若電容SOC<20%且車輛行駛，主電池組通過轉(zhuǎn)換器向電容放電，確保驅(qū)動電機穩(wěn)定供[0190]3、下坡能量回收場景(速度>15km/h):[0191]驅(qū)動電機6切換為發(fā)電模式，輸出25-35V交流電，經(jīng)車載逆變器[0192]首先存入超級電容模組72(吸收瞬時回收能量，最大回收電流80A);[0193]當(dāng)電容SOC>80%,剩余電能通過雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器73以96%效率轉(zhuǎn)移至主電池組71,實測下坡1km可回收電能0.05kWh(占續(xù)航提升5%)。[0194]在本申請的一個實施例中，如圖1-圖8所示，以下是對控制系統(tǒng)8的能源分配邏輯進行詳細說明，涵蓋光照強度判斷、儲能設(shè)備協(xié)同及能量回收機制：[0195]可以理解的是，控制系統(tǒng)8的能量管理模塊84通過集成的光照傳感器實時采集環(huán)境光照強度，按以下規(guī)則分配光伏電能：[0197]當(dāng)五塊光伏板總輸出功率穩(wěn)定在200W以上時，能量管理模塊84觸發(fā)直供通道：[0198]光伏電能經(jīng)MPPT算法模塊優(yōu)化后，通過直流母線(截面積6mm2,阻抗≤0.005Ω)直接輸入驅(qū)動電機6,優(yōu)先滿足行駛動力需求；[0199]剩余電能(如驅(qū)動電機僅需150W時的多余50W)同步存入超級電容模組72,避免能量浪費。[0200]2、弱光存儲模式(光照強度<80000lux):[0201]光照不足導(dǎo)致光伏輸出功率<200W時，能量管理模塊關(guān)閉直供通道，啟動超級電容存儲通道：[0202]電能通過防反二極管(壓降≤0.2V)直接流入超級電容模組72,利用其高功率密度特性(充放電電流可達100A)快速存儲瞬時電能；[0203]超級電容模組72的端電壓實時反饋至能量管理模塊，作為后續(xù)能量轉(zhuǎn)移的判斷依[0204]超級電容與主電池組協(xié)同機制：[0205]超級電容模組72的SOC(荷電狀態(tài))通過庫侖積分法實時計算，當(dāng)SOC>80%時，觸發(fā)向主電池組(71的能量轉(zhuǎn)移：[0207]超級電容模組72電壓≥25V(對應(yīng)SOC80%,額定電壓27V);[0208]主電池組71電壓<57.6V(16串磷酸鐵鋰電池，單串<3.6V,避免過充)。[0210]能量管理模塊84向轉(zhuǎn)換器發(fā)送升壓指令，將超級電容的25-27V電壓轉(zhuǎn)換為58.4V(主電池組滿電電壓);[0211]轉(zhuǎn)移電流限制為0.2C(24A),通過恒流充電至主電池組電壓達57.6V,再切換為恒壓充電至58.4V,確保磷酸鐵鋰電池安全充電(循環(huán)壽命≥3000次)。[0212]下坡能量回收機制(速度>15km/h)[0213]當(dāng)驅(qū)動電機6的轉(zhuǎn)速傳感器檢測到車速>15km/h且電機反電動勢>30V(判定為下坡滑行狀態(tài)),控制系統(tǒng)執(zhí)行以下步驟：[0215]能量管理模塊84發(fā)送PWM信號至電機控制器，將驅(qū)動電機6從電動模式切換為發(fā)電模式，此時電機作為發(fā)電機運行，轉(zhuǎn)子切割磁感線產(chǎn)生交流電。[0217]交流電經(jīng)車載整流橋轉(zhuǎn)換為直流電，優(yōu)先存入超級電容模組72(響應(yīng)時間<0.1[0218]當(dāng)超級電容SOC≤80%時，直接存儲；若SOC>80%,則通過雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器73以96%效率轉(zhuǎn)移至主電池組71,回收效率≥45%(實測：30kg負載下坡1km可回收0.05kWh電能)。[0219]在本申請的一個實施例中，如圖1-圖8所示，車架2作為電瓶車的關(guān)鍵支撐部件，采用6061-T6航空鋁合金制造。這種鋁合金具有高強度、良好的耐腐蝕性和可加工性等優(yōu)點。其具體的抗拉強度能達到290MPa以上，屈服強度約為240MPa,能夠承受電瓶車在行駛過程中產(chǎn)生的各種應(yīng)力和沖擊力。[0220]第四光伏板14和第五光伏板15的折疊支架采用碳纖維增強復(fù)合材料制成。這種復(fù)合材料由碳纖維和基體材料(如環(huán)氧樹脂)組成，具有優(yōu)異的力學(xué)性能。其抗彎強度≥1200MPa,能夠在光伏板展開和折疊過程中承受較大的彎曲力，保證光伏板的穩(wěn)定安裝和正常使用。[0221]在本申請的一個實施例中，如圖1-圖8所示，車控顯示屏20是太陽能充電電瓶車的重要人機交互部件，安裝于駕駛位前方方便駕駛員查看的位置。它通過CAN總線或其他通信協(xié)議與控制系統(tǒng)8及相關(guān)傳感器連接，實時獲取數(shù)據(jù)并進行顯示，為駕駛員提供電瓶車的關(guān)鍵運行信息。光伏板15)都配備有功率傳感器，這些傳感器實時測量各光伏組件的發(fā)電功率。[0224]功率傳感器將采集到的功率數(shù)據(jù)傳輸給控制系統(tǒng)8的能量管理模塊84。[0225]能量管理模塊84對各光伏組件的發(fā)電功率數(shù)據(jù)進行匯總，計算出總發(fā)電功率。[0226]同時，計算每個光伏組件發(fā)電功率占總發(fā)電功率的[0227]能量管理模塊84將處理后的數(shù)據(jù)通過通信協(xié)議發(fā)送給車控顯示屏20。[0228]車控顯示屏20以直觀的圖表或數(shù)字形式顯示各光伏組件的發(fā)電功率及占比，例如用柱狀圖展示各光伏組件的功率，旁邊標注具體數(shù)值和占比百分比，讓駕駛員清晰了解每個光伏組件的發(fā)電貢獻。[0230]儲能系統(tǒng)7中的主電池組71和超級電容模組72都安裝有SOC傳感器，用于實時監(jiān)測它們的荷電狀態(tài)。[0231]SOC傳感器將采集到的主電池組71和超級電容模組72的SOC數(shù)據(jù)傳輸給控制系統(tǒng)[0232]控制系統(tǒng)8對采集到的SOC數(shù)據(jù)進行處理和分析，判斷儲能系統(tǒng)7的整體電量狀態(tài)。[0233]控制系統(tǒng)8將處理后的儲能系統(tǒng)7的SOC狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送給車控顯示屏20。[0234]車控顯示屏20以百分比的形式顯示主電池組71和超級電容模組72的SOC狀態(tài)，同時可能會用不同顏色或圖標表示電量的高低狀態(tài)，如綠色表示電量充足，紅色表示電量低，提醒駕駛員合理規(guī)劃行程和充電。[0235]光伏板展開異常報警代碼顯示[0236]當(dāng)車輛靜止時，控制系統(tǒng)8的光伏展開控制器83負責(zé)控制光伏板的展開動作。在展開過程中，相關(guān)傳感器實時監(jiān)測光伏板的展開狀態(tài)。[0237]例如，折疊軸141內(nèi)置的扭矩限制器1411中的離心式風(fēng)速傳感器監(jiān)測風(fēng)速，當(dāng)風(fēng)速≥8m/s時，會觸發(fā)鎖定信號；同時，機械阻力檢測組件監(jiān)測展開過程中的機械阻力，當(dāng)阻力[0238]當(dāng)檢測到異常情況時，光伏展開控制器83對異常類型進行判斷，生成相應(yīng)的報警代碼。例如，風(fēng)速超限對應(yīng)的報警代碼為“E01”,機械卡阻對應(yīng)的報警代碼為“E02”。[0239]光伏展開控制器83將報警代碼發(fā)送給車控顯示屏20。[0240]車控顯示屏20以醒目的方式顯示報警代碼，同時可能會伴有聲音提示，提醒駕駛員光伏板展開出現(xiàn)異常，需要及時檢查和處理。伏板13、第四光伏板14和第五光伏板15在折疊狀態(tài)下的總寬度≤45cm,展開后總發(fā)電面積≥1.5m2,整車質(zhì)量≤55kg,符合GB17761-2018標準。[0242]需要說明的是，本申請的控制方式可通過控制器來自動控制，控制器的控制方式通過本領(lǐng)域的技術(shù)人員簡單編程即可實現(xiàn)，屬于本領(lǐng)域的公知常識，并且本申請主要用來保護機械結(jié)構(gòu)，所以本申請不再詳細解釋控制方式和電路連接。[0243]具體而言，以用戶日常通勤場景為例，闡述太陽能[0245]用戶將車輛?？恐谅短靺^(qū)域后：[0246]控制系統(tǒng)8的加速度傳感器82檢測到車輛加速度≤0.1m/s2,姿態(tài)檢測模塊81判定[0248]第三光伏板13通過阻尼轉(zhuǎn)軸131電動展開至當(dāng)?shù)卣缣柛叨冉?如60°),覆蓋