一种具有无线充电技术的纯电动大学生方程式赛车制造技术

本发明专利技术公开了一种具有无线充电技术的纯电动大学生方程式赛车，包括无线电力传输构架、动力系统和控制管理系统；所述无线电力传输构架包括车辆和供电系统，供电系统通过谐振线圈之间产生的磁场与车辆进行电力传输。本发明专利技术配备了新的无线充电的动力总成，供电系统通过谐振线圈之间产生的磁场与车辆进行电力传输，降低了车辆的电池系统尺寸和容量，实现车辆的超远距离驾驶，同时减少了石油的使用，降低了二氧化碳的排放，改善了城市空气质量，具有广阔的发展前景。

【技术实现步骤摘要】
一种具有无线充电技术的纯电动大学生方程式赛车
本专利技术涉及无线充电
，具体是一种具有无线充电技术的纯电动大学生方程式赛车。
技术介绍
随着环境问题的日益突出和石油的减少，混合动力汽车、插电式混合动力汽车和纯电动汽车等环保车辆系统引入全球市场。由于纯电动汽车的技术限制，车载能源存储设备的动力和容量较小，以及充电设施的发展不完善，使得消费者的行驶距离受到限制，所以汽车工业及相关产业重视电动车技术的发展。另一方面，在赛车领域，电动赛车的动力很强。电动方程式赛车就是一个很好的例子。鉴于大规模的渗透市场，以及在效率，耐用性和系统集成方面的技术发展，混合动力汽车、插电式混合动力车、太阳能汽车和电动汽车等各种新兴的大学级竞赛也成为很重要的活动。由于最近的油价上涨，以及要求减少运输产生的二氧化碳排放以改善城市空气质量，使得高燃油效率和低排放的动力技术成为未来汽车发展的要求，也被列入了决策者的议程。虽然许多人认为，电动汽车将是未来的交通工具，但是纯电动汽车(EV)本身存在很多减缓其商业化的问题。主要问题是质量重，充电不方便和电池系统较为昂贵。电池尺寸是发展电动汽车的一个难题，如果增加电池容量以满足行驶距离的需求，那么同时意味着增加质量，充电时间和车辆的成本。因此，针对以上现状，迫切需要开发一种具有无线充电技术的纯电动大学生方程式赛车，以克服当前实际应用中的不足。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有无线充电技术的纯电动大学生方程式赛车，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种具有无线充电技术的纯电动大学生方程式赛车，包括无线电力传输构架、动力系统和控制管理系统；所述无线电力传输构架包括车辆和供电系统，供电系统通过谐振线圈之间产生的磁场与车辆进行电力传输。作为本专利技术进一步的方案：所述供电系统包括有电源逆变器、PWM能量供应单元和初级补偿单元，供电系统通过电源逆变器将三相480V、60Hz的商用电转换为20kHz、200A单相交流电流，生成的电流在道路地下传输电力。作为本专利技术进一步的方案：所述车辆通过能量拾取装置感应供电系统生成的电流，收集磁场中产生的能量，为行驶在动力轨道上的车辆提供能量。作为本专利技术进一步的方案：所述能量拾取装置包括有次级补偿单元、整流器和校准器，次级补偿单元与初级补偿单元为相互感应的谐振线圈，用于电能之间的传输。作为本专利技术进一步的方案：所述动力系统包括有电池组、直流系统和电池管理系统，电池组与电池管理系统电性连接，电池管理系统与电池充电器电性连接。作为本专利技术进一步的方案：车辆中，电能的传输方向为能量拾取装置、整流器、校准器、电池组和直流系统，电池组将接收得到的电脑还传输给发动机控制器，发动机控制器将电能传输给发动机。作为本专利技术进一步的方案：校准器也将接收得到的电脑传输给发动机控制器。作为本专利技术进一步的方案：供电系统中，电能的传输方向为交流电源、电池充电器和电池组。作为本专利技术进一步的方案：所述控制管理系统包括动力系统控制单元、系统监控单元和电路保护单元。作为本专利技术进一步的方案：动力系统被高压和低压电气系统的很多设备和电路元件控制。动力系统控制单元用于能量流动控制、电机方向控制和电机速度控制；系统监控单元用于监测车辆的运行状态，系统监控单元包括安装在车辆上的霍尔效应传感器、热敏电阻、电流传感器和BMS数据收集系统；电路保护单元用于保护高压电路免受过载的风险，电路保护单元包括500A的主保险丝和250A级断路器。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术配备了新的无线充电的动力总成，供电系统通过谐振线圈之间产生的磁场与车辆进行电力传输，降低了车辆的电池系统尺寸和容量，实现车辆的超远距离驾驶，同时减少了石油的使用，降低了二氧化碳的排放，改善了城市空气质量，具有广阔的发展前景。附图说明图1为具有无线充电技术的纯电动大学生方程式赛车中无线电力传输的流程图。图2为具有无线充电技术的纯电动大学生方程式赛车中无线电力传输的线路图。图3为具有无线充电技术的纯电动大学生方程式赛车中无线电力传输的等效电路图。图4为具有无线充电技术的纯电动大学生方程式赛车中动力系统的结构框图。图5为具有无线充电技术的纯电动大学生方程式赛车中控制管理系统的结构框图。图6为具有无线充电技术的纯电动大学生方程式赛车测试中车辆全油门状态下的速度曲线。图中：1-车辆、11-电池组、12-直流系统、13-电池管理系统、2-供电系统。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。实施例1请参阅图1-2，本专利技术实施例中，一种具有无线充电技术的纯电动大学生方程式赛车，包括无线电力传输构架、动力系统和控制管理系统；所述无线电力传输构架包括车辆1和供电系统2，供电系统2通过谐振线圈之间产生的磁场与车辆1进行电力传输；所述供电系统2包括有电源逆变器、PWM能量供应单元和初级补偿单元，供电系统2通过电源逆变器将三相480V、60Hz的商用电转换为20kHz、200A单相交流电流，生成的电流在道路地下传输电力；所述车辆1通过能量拾取装置感应供电系统2生成的电流，收集磁场中产生的能量，为行驶在动力轨道上的车辆1提供能量；所述能量拾取装置包括有次级补偿单元、整流器和校准器，次级补偿单元与初级补偿单元为相互感应的谐振线圈，用于电能之间的传输，整流器和校准器用于对拾取装置接收得到的电流进行处理，以适用于车辆1使用；为了计算车辆1和供电系统2之间的电能转换效率，我们可以等效的认为一次回路和二次回路的松散耦合WPT如图3所示，主功率源的角频率为ω，互感M可以按以下公式确定：引入的两个线圈之间的耦合程度与耦合系数k，互感系数可以如下表示：通过应用电路分析，二次电路的输出功率P2，传输效率η，可以由共振频率ω0通过如下公式获得：其中，“*”是指的复共轭变量，而RT＝2+R1是二次电路的总电阻，每个电路的的阻抗用复数Z1和Z2表示，两个电路之间的传输效率可以通过改善互感而达到最大；图3中表示了主系统和辅助电路的逆变电路和拾波电路，通过系统设计参数选择的电缆，线圈和共振频率多次迭代，基于上述方程，可以优化无线电力传输系统的效率，同时，通过调节在两个电路中串联的调谐电容器单元来改变执行电路；请参阅图4，所述动力系统包括有电池组11、直流系统12和电池管理系统13，电池组11与电池管理系统13电性连接，电池管理系统13与电池充电器电性连接；车辆1中，电能的传输方向为能量拾取装置、整流器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有无线充电技术的纯电动大学生方程式赛车，其特征在于，包括无线电力传输构架、动力系统和控制管理系统；所述无线电力传输构架包括车辆(1)和供电系统(2)，供电系统(2)通过谐振线圈之间产生的磁场与车辆(1)进行电力传输。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有无线充电技术的纯电动大学生方程式赛车，其特征在于，包括无线电力传输构架、动力系统和控制管理系统；所述无线电力传输构架包括车辆(1)和供电系统(2)，供电系统(2)通过谐振线圈之间产生的磁场与车辆(1)进行电力传输。


2.根据权利要求1所述的具有无线充电技术的纯电动大学生方程式赛车，其特征在于，所述供电系统(2)包括有电源逆变器、PWM能量供应单元和初级补偿单元，供电系统(2)通过电源逆变器将三相480V、60Hz的商用电转换为20kHz、200A单相交流电流，生成的电流在道路地下传输电力。


3.根据权利要求2所述的具有无线充电技术的纯电动大学生方程式赛车，其特征在于，所述车辆(1)通过能量拾取装置感应供电系统(2)生成的电流，收集磁场中产生的能量，为行驶在动力轨道上的车辆(1)提供能量。


4.根据权利要求3所述的具有无线充电技术的纯电动大学生方程式赛车，其特征在于，所述能量拾取装置包括有次级补偿单元、整流器和校准器，次级补偿单元与初级补偿单元为相互感应的谐振线圈，用于电能之间的传输。


5.根据权利要求1所述的具有无线充电技术的纯电动大学生方程式赛车，其特征在于，所述动力系统包括有电池组(11)、直流系统(12)和电池管理系统(13)，电池组(11)与电池管理系统(13)电性连接，电池管理系统(13)与电池充...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪永嘉，王田文，蒯兴宇，刘洪宇，牛浩，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34