基于电磁感应的电动汽车动态无线充电系统研究

来源: 发布时间:2019-09-18 浏览次数:426

基本信息

第一作者姓名:程子涵

性别:女

民族:汉族

第一作者学校:青岛市第三十九中学

第一作者人所在年级:初中二年级

第一作者人所在年级:殷采薇

性别:女

民族:

第二作者人所在学校:青岛市第三十九中学

第二作者人所在年级:初中一年级

辅导教师姓名:郑晶


作品摘要

*结构组成:

一 无线充电系统,分为发送端和接收端。

二 实时光电检测,检测电动汽车位置,进行充电控制。

三RFID技术实现电动汽车身份认证。

*主要特征:

将发射线圈和接收线圈用铁磁屏蔽壳体封闭,提高磁力线的汇聚能力,减少漏磁。同时,系统中采用空芯对空芯的特殊耦合线圈设计,从而达到超薄、超轻、低成本的目的。电能接收端安装在电动汽车上,发射端以多组并联、分段控制的方式埋设在行驶车道上。引入物联网技术和智能控制技术,利用RFID技术实现电动汽车的身份认证,利用光电检测技术实现电动汽车的实时位置检测和充电控制。 

*主要用途:

本项目研究动态无线充电技术,提高充电的便捷性和安全性,可应用于电动汽车领域。此外,作为关键的共性技术,可以自动化工厂的智能装备、机器人等产业领域,具有非常广阔的应用前景和巨大的市场价值。

*创新点:

1设计开发了一种基于电磁感应的电动汽车动态无线充电系统。

2基于光电检测的车辆实时位置监测与分段充电控制技术。

3将RFID物联网技术和智能控制技术应用于无线充电系统,提高了系统的智能化和自动化程度。


作品说明

*问题提出:

*提出的问题和解决的问题:

提出的问题:能否利用无线充电技术为行驶中的电动汽车进行无线充电。

解决的问题:基于电磁感应原理,研制开发了一种电动汽车动态无线充电系统。实现电动汽车的高效、安全、可靠的动态无线电能补给。

研究问题的原因和意义:

传统电池技术有限,电动汽车价格昂贵、车身笨重、电池组所占空间大、续航里程短、充电时间长以及充电频繁。传统的无线充电,虽然提高了电能补给的便捷性和安全性,但是同样面临充电站建设的难题。

*解决方案:

解决问题的办法:

研制开发了一种电动汽车动态无线充电系统。系统由电能发送端和电能接收端两部分组成(电能接收端安装在电动汽车上,发射端以多组并联、分段控制的方式埋设在行驶车道上),以非接触的方式,通过电磁感应为行驶中的电动汽车提供实时的电能补给,提高电能补给的便捷性和安全性。同时,该系统引入物联网技术和智能控制技术,利用RFID技术实现电动汽车的身份认证,利用光电检测技术实现电动汽车的实时位置检测和充电控制,进一步提高系统的智能度、安全性和可靠性,减少无谓的电能浪费,实现电动汽车的高效、安全、可靠的动态无线电能补给。

发明研究的重点:

1 无线充电原理研究。

2 动态无线充电系统设计与开发。

3 基于RFID的身份识别系统研究。

4 基于光电检测的车辆实时定位与分段充电控制系统研究。

5 电动汽车动态无线充电系统样机研制及实验测试。

发明研究的难点:

1 线圈的规格选定,线圈是无线充电系统的关键部件,其自身的材料、结构、面积都会影响系统传效率。

2 系统传输效率分析,传输效率是影响充电效率的重要因素之一。

发明研究的难点:

1 线圈的规格选定,线圈是无线充电系统的关键部件,其自身的材料、结构、面积都会影响系统传效率。

2 系统传输效率分析,传输效率是影响充电效率的重要因素之一。

本发明使用方法、附图说明性文字:

系统上电工作时,系统控制器首先读取RFID读卡器的信息,检测是否有身份合法的汽车进入车道。如果有电动汽车进入充电车道,则利用光电开关不断检测汽车的实时位置,当检测到汽车进入某一发射线圈覆盖范围内时,就会启动该线圈发射能量,为其充电。当检测到汽车离开该线圈覆盖范围时,则关闭该线圈的驱动电路,停止能量发射,达到降低能源消耗,减少浪费的目的。

*使用或试用效果:

经过试验测试,起步充电时间在5s内,运行速度约6cm/s,每次充电可运行20cm。设置充电线圈间隔15cm时,充电时间小于1s,小车可以连续运行。

*优点:

1 进一步提高充电的便捷性和安全性,增加车辆续航里程,降低电动汽车的成本。

2 光电开关实时检测车辆的位置信息,只有汽车所在位置的线圈工作,而其他线圈处于关闭状态,减少无谓的能源浪费,达到节能的目的。

3 将RFID物联网技术和智能控制技术应用于无线充电系统,提高了系统的智能化和自动化程度。

*还需进一步研究的问题:

1 利用图像处理和车牌识别技术对车辆信息进行识别,并实时获取累计电量并通过扣费系统进行扣费;

2 进一步改进系统结构和充放电控制电路,优化充电线圈的性能和参数,提高充电效率和传输距离。

3 提高系统的可扩展性,通过相关渠道进行技术推广。


作品图片


查新说明

*查新网址与关键词:

关键词1:电磁感应and电动汽车and动态无线充电,结果:找到3条相关专利

关键词2:RFID and电动汽车and身份认证,结果:找到5条相关专利

关键词3:光电检测and电动汽车and控制,结果:找到13条相关专利 

*与本发明最相近的发明专利、研究文献的名称与摘要:

CN201810847456.X 一种电动汽车的动态无线充电系统

摘要:本发明创造提供了一种电动汽车的动态无线充电系统,包括,电磁信号发射器和电磁信号接收器,其中,所述的电磁信号发射器包括:无线充电信道,第一控制器及感应电路,所述感应电路通过控制器为无线充电信道提供电磁能;本发明通过电磁信号发射器的感应电路和电磁信号接收器的电感线圈的配合,容许较大的侧向位移并具有较高的耦合系数,进而无需通过手动方法重新调整充电所需电路的参数,使该参数一直保持在一个最佳状态,充电效率保持恒定;以实现电动公交汽车在靠近高速公路收费站的行驶过程中,车载无线充电设备自动对准地面充电线圈组,进行高效率的无线充电。

 *自我查新结论:

新颖