电子设计竞赛无线充电小车报告

基于超级电容储能的无线充电小车1. 引言1.1 背景介绍在这种背景下，基于超级电容储能的无线充电技术应运而生。

无线充电技术可以有效解决传统有线充电中存在的安全隐患和使用不便的问题，极大地提高了电动汽车的充电效率和便利性。

通过结合超级电容储能技术和无线充电技术，设计出基于超级电容储能的无线充电小车，可以实现更加便捷高效的充电方式，提升电动汽车的使用体验。

本文将重点介绍超级电容储能技术和无线充电技术的应用，详细阐述基于超级电容储能的无线充电小车的设计原理和实验结果，并对其优缺点进行比较分析，希望能够为相关领域的研究和应用提供参考。

1.2 研究意义超级电容储能技术的引入为无线充电小车提供了新的解决方案，其具有快速充放电速度、长循环寿命、良好的温度特性等优点，能够有效提高无线充电小车的整体性能。

在当前节能环保的大背景下，研究基于超级电容储能的无线充电小车对于推动新能源汽车的发展具有重要意义。

基于超级电容储能的无线充电小车可以实现快速充电和高效能量存储，提高了能源利用效率，从而减少了能源浪费，降低了对传统能源的依赖程度。

无线充电技术的应用有助于解决传统有线充电方式存在的安全隐患和使用不便的问题，为用户提供更加便捷、安全的充电方式，促进了无线充电技术的进一步普及和应用。

研究基于超级电容储能的无线充电小车不仅有利于提高车辆的整体性能和用户体验，还有助于推动新能源汽车领域的发展，推动我国能源结构向清洁、低碳、可持续发展的方向转变，具有重要的理论和实践价值。

1.3 研究对象研究对象指的是本文研究的主体，即基于超级电容储能的无线充电小车。

这种小车是由超级电容储能技术和无线充电技术结合而成，具有高效能、环保、便捷等特点。

研究对象主要包括小车的设计、制造和性能测试等方面。

在本研究中，我们将对基于超级电容储能的无线充电小车进行深入探讨，包括其设计原理、技术特点、实验验证等内容。

通过研究对象的分析，我们可以更好地了解这种小车的工作原理和性能表现，为进一步提升其技术水平和应用价值提供参考依据。

44 | 电子制作 2019年10月化，造成在充电过程中产生火花，带来安全隐患[1]。

无线充电方式能够很好的解决电源线的限制及线束的老化问题，且相比传统的充电无线充电具备电能不外泄，有效避免漏电和跑电等安全隐患。

目前无线充电技术重点应用是在手机、遥控器、电动牙刷，无线充电技术如果能够应用于汽车充电系统中，将势必推动新能源电动汽车的快速发展。

超级电容是介于传统电容和充电电池之间的新型充电装置，其具有更大容量和比能量、充电速度快等特点，有希望成为下一代电池技术[2]，因此设计中采用超级电容作为储能元件。

本设计的小车的技术核心为无线充电技术，经赛道比赛，所设计制作小车性能可靠，满足功能要求。

1 总体系统设计本设计小车主要由单片机计时模块、无线充放电模块、自启动模块、超级电容模块、升压模块组成[3]。

小车具体功器，当充电时，无线充电模块输出端高电压，继电器常开触点闭合，断开电机驱动电路，当充电结束时，无线充电模块输出端为低电平，继电器常闭触点闭合，断开超级电容充电电路，接通电机驱动电路，小车实现自动启动。

设计系统总体框图如图1所示。

2模块设计■2.1 定时模块设计本设计要求设计小车充电1min，因此需设计定时模块。

在设计中采用单片机实现计时，单片机主要为计时功能，因此采用AT89S52单片机进行1min 计时，该款单片机内部具有定时器模块，通过编程，可实现轻易实现1min 定时，设计中通过两位数码管进行倒计时显示，方便小车充电调试。

设计中当单片机计时满1min 时，设置单片机P2.1(I/O)口输出由高电平变为低电平，并利用三极管开关作用，实现断开，充电模块停止充电。

■2.2 无线充电模块设计无线充电模块工作原理为磁耦合谐振式无线电能传输，发射电路主要由直流电源、逆变电路、谐振电路、整流电路和负载电阻组成。

电路电源为5V1A 直流电源，通过逆变模块实现振荡，发射振荡信号，实现将电能转换为电磁能，接收线圈接收电磁信号产生电能，实现无线电能传输。

自动往返小车设计报告Design Report of Automatic Motor-Driven Car 安徽赛区小组成员：A,B,C指导老师: D摘要本系统以单片机SPCE061A为控制器，控制电动小车行驶方向，采用PWM脉宽调制技术控制小车的行驶速度。

采用红外光电开关和霍尔传感器分别对小车行驶的位置和距离跟踪检测，并将小车行驶的时间和距离等数据通过LCD显示器显示出来。

整个系统的电路结构简单，可靠性高。

关键词：智能控制，电动小车，PWM脉宽调制，光电检测，霍尔传感器，LCD显示AbstractThis system bases on the MCU (Micro Controlled Unit) SPCE061A to control the direction of the automatic motor-driven car, and uses the PWM (Pulse Width Modulation) technology to control the speed of the motors. The location and distance of the car are detected by the infrared ray photoelectric detector and Hall sensor. The running time and distance of the car are also displayed with LCD model meantime.The structure of the model is simple but reliable.Key words: Intelligent Control, Motor-driven Car, PWM, Photoelectric Detector, Hall sensor，LCD.目录一、系统方案的选择与论证A、系统基本方案1、控制器模块2、电机模块的选择3、电机驱动模块的选择4、距离检测模块5、黑线检测模块6、显示模块7、小车的选择8、电源的选择9、挡板检测模块B、系统各模块的最终方案C、系统总体设计框图二、系统主要电路设计1、直流电机驱动模块设计2、黑线检测电路设计3、路程检测电路设计4、LED显示电路5、稳压电源电路设计三、系统软件设计1、车底黑线检测设计2、PWM程序设计3、路程计算原理设计4、主程序流程图5、挡板检测流程图四、系统测试1、测试仪器2、计时测试3、路程测试4、限速区测试5、系统实现的功能6、结论五、总结六、参考文献 0七、附录一、系统方案的选择与论证A 、系统基本方案根据题目要求，系统可以划分为控制部分和信号检测部分。

车辆无线充电方案设计说明背景介绍如今随着技术的不断发展，电动汽车成为社会绿色和环保交通的重要代表。

但是电动汽车充电难题始终是电动汽车普及面临的一大困难，特别是如何解决充电时线缆安全隐患和操作不便的问题。

基于此，车辆无线充电技术应运而生，它应用了磁共振原理和无线电能传输等技术，克服了传统有线充电方式的一些弊端，成为了未来汽车充电领域的一个热门发展方向。

方案设计1. 原理分析车辆无线充电方案采用磁共振耦合原理，利用主促磁场的高频交流电场感应次级线圈的电场，从而实现通过无线方式给电池充电的过程。

主动线圈通过高频交流电源产生变化电磁场，并通过电容耦合与接收线圈形成自激振荡回路，最终能实现把电力无线传输到接收端，再将其转化为电能给电池供电。

2. 具体方案车辆无线充电方案的主要硬件设备包括：车载充电机、车下装置、电网接入装置。

下面分别对其进行详细介绍：•车载充电机：车载充电机是车辆充电的关键装置，它主要由调节电路、变压器、输电线圈及充电电子控制系统等组成。

通过一个稳定的变压器将公共电网的高电压交流电降压，并经过变性处理，然后进入输电线圈，加入磁场中。

这样，车下安装的接收装置就可以接受到电场的信号，通过自激振荡回路转化为电能给电池供电。

•车下装置：车下装置主要有两个部分组成，一个是接收线圈，一个是电子控制器。

接收线圈的作用是接收发射线圈产生的电磁波，并将其转化为电信号，然后通过电子控制器的完整的信号处理流程，从而实现给车载电池充电的过程。

接收线圈一般是安装在车辆底部的一圈矩形线圈，其尺寸和线圈匝数一般与发射线圈的参数相应。

•电网接入装置：电网接入装置是将电能从公共交流电网输送到车载充电机的主要桥梁，主要由一系列配电变压器和输电装置组成。

从公共电网中高压电线或电缆和变压器进行接入，将高电压交流电通过变压器降压后送入车载充电机，进行充电过程。

设计优势车辆无线充电方案有以下几点优势：1.安全性：由于车辆无线充电充电时不需要使用线缆，因此可以克服有线充电时存在的安全隐患，避免财产损失和人员伤害等因素。

电动汽车无线充电技术测试报告1. 概述随着全球能源危机和环境问题日益严重，电动汽车因其清洁、低碳的特点逐渐成为未来汽车市场的主流。

无线充电技术作为电动汽车的一项重要技术，其性能的优劣直接影响到电动汽车的使用体验。

本报告主要对我国某款电动汽车无线充电技术进行详细的测试与评估，以期为无线充电技术的优化和推广提供参考。

2. 测试目的本次测试旨在评估电动汽车无线充电技术的充电效果、稳定性、安全性以及与电动汽车的兼容性等方面，为无线充电技术的改进和应用提供依据。

3. 测试方法本次测试采用对比测试的方法，将无线充电技术与传统的有线充电技术进行对比，从充电效率、充电稳定性、安全性和兼容性等方面进行评估。

4. 测试环境测试环境为专业的电动汽车测试场地，温度、湿度等环境因素均控制在合理范围内，确保测试结果的准确性。

5. 测试指标本次测试主要从以下几个方面对无线充电技术进行评估：5.1 充电效率充电效率是衡量无线充电技术的关键指标，主要通过充电功率和充电时间来评价。

5.2 充电稳定性充电稳定性主要评估无线充电过程中，充电功率波动和充电中断的情况。

5.3 安全性安全性主要评估无线充电过程中，是否存在电磁辐射、触电等安全隐患。

5.4 兼容性兼容性主要评估无线充电技术与其他电动汽车的匹配程度。

6. 测试结果与分析6.1 充电效率经过测试，无线充电技术的充电效率在90%以上，与有线充电技术的充电效率相当。

但在实际使用过程中，由于受到环境因素和设备磨损的影响，无线充电效率可能略有下降。

6.2 充电稳定性无线充电技术在充电过程中，充电功率波动较小，充电中断现象较少，整体充电稳定性较好。

但与有线充电技术相比，无线充电技术在充电过程中可能受到信号干扰，导致充电稳定性略有下降。

6.3 安全性经过专业检测，无线充电技术在充电过程中，电磁辐射强度符合国家标准，不存在触电等安全隐患。

6.4 兼容性无线充电技术具有较好的兼容性，可以适应不同品牌和型号的电动汽车。

ADMIN自动往返小汽车报告设计报告必须包括封面、系统方案论证、理论分析与计算、电路原理图、测试方案与测试结果等。

设计报告必须精简，A4 纸单面打印不得超过15 页（包括完整的电路原理图）。

完整的作品源程序置于附录中摘要：以单片机AT89C52为核心实现小车的自动往返等功能，使用电机驱动芯片控制小车速度与方向，使用短距离红外收发器采集路面信息准确实现往返，使用较长距离红外收发器矫正行车路线，使用霍尔传感器测小车行车距离并用液晶显示屏显示。

一、系统方案与论证1、控制系统使用AT89C52为控制系统，利用片内定时器计时要求停留以及慢速通过的时间，处理光传感器送来的地面信号，控制小车的加速、减速、刹车等状态。

霍尔传感器输出到单片机中端口，测出小车实际行驶距离。

2、传感器的使用地面标志信号由于小车底盘较低，我们采用近距离红外收发传感器ST178，有效距离为4-10mm，用在这里比较合适。

矫正行车路线有两种选择：超声波和红外线。

超声波测距比较精准，但本题无测距要求，只要求不撞挡板，而且超声波模块大且复杂。

反射式红外光电传感器无法提供单片机小车的连续距离变化，但在一定距离值处发生电平翻转，符合本题要求，体积小且电路简单，故本设计采用反射式红外传感器防止小车在行驶中撞上挡板。

测量并显示车程有两种选择：透射式红外光电传感器和霍尔传感器。

透射式光电传感器对小车车轮有一定要求，且光电传感器在小车轮旁不易安装。

我们采用了开关式霍尔传感器，在小车车轮上安装了一块小磁铁，霍尔传感器体积小，电路简单，符合本题要求。

考虑到单片机管脚使用，我们采用LCD1602，对本题要求已充分满足。

3、执行部件执行部件分驱动部分和方向控制两部分。

小车自带两个电机，一个驱动后轮转动，另一个控制方向转动。

单片机结合各传感器送来的信号控制电机驱动芯片，输出PWM波从而控制小车的行驶速度与方向。

文档来自于网络搜索4、电源选择系统为数字与模拟混合系统，要求各种不同的电压供电，考虑到干扰、效率等现实问题，本设计直接采用电池供电。

智能无线充电小车的设计发布时间：2021-06-25T03:31:05.908Z 来源：《科技新时代》2021年3期作者：周新光[导读] 首先频繁的插拔很容易损坏主板接口，另外不小心也可能带来触电的危险。

（浙江启超电缆股份有限公司，浙江衢州，32400）摘要：本文设计一款电动小车无线充电系统。

系统实现对电动小车无线充电装置、DC-DC电压装换装置、DC-DC开关控制装置的设计，完成了对电容充放电的控制，实现电动小车自动启动运行。

电动小车无线充电技术通过供电电源以高频交变磁场的形式将电能传输给在一定范围内的小车接收端电能拾取机构，进而给小车储能设备（超级电容）供电。

通过NPN管，实现电路的自动导通，在电路充电结束后自动连通电路，给电动机供电，实现小车前进运行。

系统通过连入DC-DC转换器，实现电能的变换使，使电路更稳定高效的运作。

关键词：磁感应式无线充电装置；超级电容；DC-DC转换器、无线充电研究背景：现今几乎所有的电子设备，如手机，MP3和笔记本电脑等，进行充电的方式主要是有线电能传输，既一端连接交流电源,另一端连接便携式电子设备充电电池的。

这种方式有很多不利的地方，首先频繁的插拔很容易损坏主板接口，另外不小心也可能带来触电的危险。

另一方面为了节约能源，减少环境污染，电动汽车受到了世界各国的大力推广。

目前，由于电池容量及充电基础设施等条件的限制，充电问题成为电动汽车发展过程中而临的最主要的瓶颈问题。

由于无线充电技术可以解决传统传导式充电面临的接口限制、安全问题等而逐渐发展成为电动汽车充电的主要方式。

在这样的背景下，电动汽车动态无线充电技术应运而生，通过非接触的方式为行驶中的电动汽车实时地提供能量供给。

无线充电运用了一种新型的能量传输技术——无线供电技术。

该技术使充电器摆脱了线路的限制，实现电器和电源完全分离。

在安全性，灵活性等方面显示出比传统充电器更好的优势。

在如今科学技术飞速发展的今天，无线充电显示出了广阔的发展前景。

电子设计大赛循迹小车设计报告Final revision by standardization team on December 10, 2020.2012年山东省大学生电子设计竞赛参赛编号:004D012设计题目:车辆会车自动控制系统设计参赛学生姓名：孙帅张炳文丁士强所属专业：电子信息科学与技术指导老师：刘怀强目录一、系统方案选择和论证........................................................................... . (3)1、核心控制单片机模块的选择............................................................................ ................... -3 -2、自动寻迹模块............................................................................ ......................... ................. -3 -3、会车避障模块............................................................................ .............. ................. ......... - 4-4、电动机的选择..................................................................... ...... ........................ ................. - 4 -5、电机驱动模块............................................................................ ................. ....... ................ - 4-6、测距模块的论证与选择............................................................................ .................. ....... - 4-二、系统具体设计实现............................................................................ .... ........ ...... - 4-1、硬件电路的设计............................................................................ ........................... .......... - 5–、控制系统的总体设计方案............................................................................ ............... - 5 -、电机驱动电路 ........................................................................... .................................. - 5 -、循迹模块电路 ........................................................................... ................ ...... .......... - 5-、霍尔测距模块电路 ........................................................................... ......................... - 5-、两车通信模块............................................................................ ................ ................... - 5 –2、程序的设计............................................................................ ............................................ - 5–、程序功能描述与设计思路............................................................................ ................ – 6-、程序流程图............................................................................ ..................... ................ – 6-三、测试方案与测试结果............................................................................ ................ – 6-1、测试方案............................................................................ ........................................ ....... - 6 –2、测试条件与仪器............................................................................ ...................................... - 6–3、测试结果及分析............................................................................ ............................. ....... - 6–、测试数据............................................................................ ........................... .............. -6 -、分析与结论 ........................................................................... ................................ .... - 7-四、设计总结........................................................................... .................... ..................... - 8 -五、参考文献............................................................................ ............................... .......... -8 -附录一：电动机驱动模块原理图............................................................................ .............. - 9-附录二：BFD—1000五路循迹传感器............................................................................ ......... -9 -附录三：主程序流程图............................................................................ ................................ -10 -附录四：会车避让前行............................................................................ .............................. -11 -附录五：B车后退避让............................................................................ .............................. -12 -附录六：：系统设计要求............................................................................ ............................ -13 –附录七：部分原程序............................................................................ ....... ............................. --14-车辆会车自动控制系统设计（D题）摘要:本设计是一种基于单片机控制的自动控制小车系统，包括小车系统构成软硬件设计方法。

■1.1 主控芯片的论证与选择采用TI公司的MSP430G2553芯片该芯片具有一个10位模数（A/D）转换器，且具有一个强大的16位RISCCPU，16位寄存器和有助于获得最大编码效率的常数发生器。

数字控制振荡器（DCO）可在不到1µs的时间里完成从低功耗模式到运行模式的唤醒，有四种低功耗模式，直插便于使用，而且还有运行速度快、处理能力强、片内资源丰富等优势。

■1.2 无线充电系统的论证与选择采用电磁感应方式。

电流通过线圈，线圈产生磁场，对附近线圈产生感应电动势，产生电流。

在发射端和接收端各有一个线圈，初级线圈上通一定频率的交流电，由于电磁感应在次级线圈中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端，适合短距离充电且转换效率高，适合低成本使用。

■1.3 充电线圈绕线方式的论证与选择采用双层叠绕法，同时用两根线密排平绕，然后中心点采用尾接头的接法。

为了获得良好的电气特性，减小漏磁，增加电磁利用率。

2 系统理论与分析■2.1 系统理论的分析系统发射端把输入5V电压通过升压电路升至12V，提升充电速度，接收端和发射端都采用双层绕线方式提高充电效率，不给系统增加多余外设，降低损耗。

小车动态充电模式分为循迹，充电两部分，循迹部分对电机进行差速控制，使小车运动轨迹在不使用传感器的情况下走直径70左右的圆，避免过多矫正运动轨迹浪费能量，充电部分，当传感器检测到线圈时，进行减速，尽可能的使小车在通过线圈时速度最慢，达到充电效率最大化，并且保持在充电发射线圈轮流工作，提升充电效率，减少其他线圈升为理想的高电压，基本原理是电感的能量传递过程。

充电时，电感吸收能量，放电时电感放出能量。

当电容量足够大，输出端在放电过程中保持一个持续的电流，随着通断过程的不断重复，就可以在电容两端得到高于输入电压的电压。

我们采用XL6009芯片作为升压变换器的主芯片，它可以升压至我们所需要的12V电压，在方案中该芯片易于操作，很容易达到预期效果。