[发明专利]在太阳追踪底盘上带有可折叠本体面板的太阳能电动车辆

说明书

优先权声明

本申请要求于2010年8月18日提交的名称为“柔性多用途汽车底盘”的美国临时申请No.61/401,715和于2010年10月12日提交的名称为“安装于电动车辆上的太阳追踪太阳能集中器”的美国临时申请号为No.61/404,898的优先权，每份申请的教导通过参考包含于此。

技术领域

本申请一般地涉及车辆，更具体的涉及绿色车辆，包括电动和太阳能动力车辆。

背景技术

电动车辆(EV)需要电力能源，最普遍和方便的动力能源是太阳。车辆最经常暴露在太阳底下，且不受遮挡。然而，至今为止由于一些问题，车辆上的光伏(PV)发电还并不有效。第一，车辆的表面积相当有限，不像天台和固定的太阳能面板(太阳能电池板)装置。第二，在可移动的平台上进行太阳追踪，难以使PV发电定向为朝向太阳，即使是在车辆停止的时候也是如此。第三，传统的PV面板笨重，且效率低于20％，限制了移动性和其可产生的电量。

发明内容

本发明取得的技术进步有，车辆具有通用平台和车辆设计，其使得车辆能够有效地结合太阳追踪太阳能电力发电并且采用收集到的电力运行。汽车表面的绝大部分可以展开以用于高效的发电。车辆通过转向和传动系统提供太阳方位追踪，通过柔性底盘提供太阳能仰角追踪。展开的表面可以利用表面上的PV面板直接产生电力。迄今为止具有低效率的重量较轻的薄膜技术，或者传统的固定电池板，可以直接安装在所述表面上。更好地，展开的表面可以集中太阳能，比如，更高效率的PV电池上安装的抛物面反射镜，例如三结砷化镓PV电池，其具有超过40％的效率。车顶的下侧可作为用于被集中的太阳能能量的太阳能接收器。

太阳能的高度集中可能需要空气或液体冷却，以降低电池的操作温度获得峰值效率。可以采用液体冷却，优点是能将集中的太阳能的发电、产热水的功能和电动车辆的功能结合。

本发明将PV和EV的功能结合，并允许部件的双重使用。这种双重使用降低了EV平台上PV的成本。第一，EV车辆也被作为太阳能收集器使用。第二，EV的控制器(其将电池的直流电转换为交流电机用的交流电)也可作为转换器使用，用于将直流太阳能充入交流电网。第三，用于驱动EV的电池也可用于储存由PV产生的能量，由此完成电网存储所需的大部分功能。EV与电网相连，不仅仅用于通过电网给电池充电，还允许能量从电池反馈充入电网中。电动车辆中的电池还可作为不间断电源(UPS)，作为家庭用。第四，EV的传动系统可用于使PV电池或面板朝向太阳定向。第五，EV远程信息处理系统也可作为PV控制系统的一部分。现在市场上大多数的EV电动车通过无线网络远程监视和管理电池。例如为太阳追踪的PV功能、PV发电布置，以及采集发电数据也可通过相同的无线网络被远程控制。

具有展开的侧部的太阳能电动车在一定程度上类似于蝴蝶。因此，本说明书中，该太阳能电动车被称为Monarch电动车。该Monarch电动车也作为PV-EV发明的品牌为人所知。

附图说明

第一系列的图1-5示出了Monarch电动车如何体现本发明。图1提供了Monarch电动车的侧视图。图2提供了俯视图。图3提供了展开双翼时的俯视图。图4提供了展开双翼时的侧视图。图5提供了未展开双翼时的车辆的前后视图。

第二系列的图6-10阐释了PV太阳能通过EV移动性和太阳追踪底盘进行追踪的原理。图6示出了在MIT设计的柔性底盘，目的在于最小化车辆停车时的占地面积。图7示出了基于两根可改变长度的垂直柱的柔性底盘。图8示出了柔性底盘的早期实施方式，其在车辆的两侧和顶部具有可折叠的太阳能面板。图9示出了具有用于Monarch电动车的可折叠太阳能面板的柔性底盘的目前的实施方式。图10更详细地示出了升降机部分的导轨，其可以延伸以提升车辆的高度。

第三系列的图11-15阐释了形成抛物面反射镜的过程和算法，以及电动车的侧部如何被设计为用于集中太阳能。图11示出了抛物面表面的解析几何结构。图12示出了抛物面表面如何可被切割并折叠形成Monarch电动车的侧部。图13示出了来自2个单独的抛物面表面的两个侧部反射器的一个备选的实施方式。图14示出了抛物面侧的折叠图，以及太阳追踪的铰接点的位置。图15示出了与集中反射镜相关联的太阳能接收器的一个实施方式。