适用于火星能源车的有线无线一体化供电系统及控制方法技术方案

适用于火星能源车的有线无线一体化供电系统及控制方法，它涉及一种有线无线一体化供电系统及控制方法

【技术实现步骤摘要】
适用于火星能源车的有线无线一体化供电系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及一种有线无线一体化供电系统及控制方法，属于无人装备无线充电

。

技术介绍

[0002]随着人类对太空探索的兴趣日益增长，火星成为了人类探索和定居的重要目标之一
。
在火星上，能源是生存和探索任务中至关重要的组成部分
。
为了支持火星车辆及其他设备的正常运行，设计一种高效可靠的供电系统至关重要
。
传统的供电系统中的有线供电和无线供电方式通常相互独立，针对待多个不同的充电装备，供电系统只能选择其中一种方式进行供电，无法实现有线和无线供电的同时进行
。
例如，需要长时间停留在一个区域进行科学研究或任务执行的小型火星装备，无线充电更为方便和安全；而在中型火星装备电量不足的紧急情况下，有线充电更快速
。
而且传统供电系统中的有线
、
无线强电电路各部分之间没有完全隔离，存在安全隐患，即使隔离也是通过多个器件，火星表面环境的恶劣性质，例如辐射以及可能存在的岩石碎片和化学物质，不同电路之间的相互干扰和电气故障风险都需要加以考虑
。
[0003]为了克服现有技术的不足，解决上述问题，本专利提出了一种火星无人能源车的有线
/
无线一体化供电系统及控制方法
。
该系统和方法旨在通过合理的设计和管理支持同时对火星上待充电设备进行有线充电和无线充电，实现火星能源车供电系统强电电路各部分的隔离，确保供电系统的安全性和可靠性
。
将为火星上的探索任务和定居提供可靠高效的电力支持，推动人类对火星的进一步探索和开发
。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决传统供电系统中的强电电路各部分之间没有完全隔离，存在安全隐患的问题，进而提出一种适用于火星能源车的有线无线一体化供电系统及控制方法
。
[0005]本专利技术为解决上述问题采取的技术方案是：本专利技术所述包括火星能源车
、
有线充电模块和无线充电模块；有线充电模块与火星能源车的有线充电侧连接，无线充电模块与火星能源车的无线充电侧连接
。
[0006]进一步的，火星能源车包括储能单元
、DC
‑
AC
高频电能变换器
、RLC
谐振拓扑
、
多路集成变压器
、
高频可控整流模块
、
可变
RLC
谐振拓扑和发射线圈；储能单元的电流输出端通过
DC
‑
AC
高频电能变换器和
RLC
谐振拓扑与多路集成变压器的电流输入端连接，多路集成变压器的电流输出端通过高频可控整流模块与有线充电模块连接，多路集成变压器的电流输出端通过可变
RLC
谐振拓扑与发射线圈连接，发射线圈向无线充电模块供电
。
[0007]进一步的，多路集成变压器由绕组
n1、
绕组
n2、
绕组
n3、
绕组
n4、
绕组
n
m
、
开关
K1、
开关
K2、
开关
K3和开关
K5组成，绕组
n
m
与
RLC
谐振拓扑连接，绕组
n1、
绕组
n2、
绕组
n3分别通过开关
K1、
开关
K2、
开关
K3与高频可控整流模块连接，绕组
n4通过开关
K5与可变
RLC
谐振拓扑连接
。
[0008]进一步的，火星能源车还包括开关
K4，高频可控整流模块通过开关
K4与有线充电模
块连接
。
[0009]进一步的，无线充电模块由接收线圈谐振拓扑
、
高频整流滤波器和无人装备负载组成；接收线圈谐振拓扑与火星能源车的发射线圈连接，接收线圈谐振拓扑通过高频整流滤波器与无人装备负载连接
。
[0010]本专利技术所述控制方法的步骤包括：
[0011]步骤一
、
火星能源车通过无线通信模块与小型火星装备组网；
[0012]步骤二
、
火星能源车与无人装备通信获取各自负载状态信息，火星能源车的控制驱动信号单元启动
DC
‑
AC
高频电能变换器；
[0013]步骤三
、
在火星能源车的有线供电侧，选通开关
K1、
开关
K2、
开关
K3，调节可控整流占空比，控制有线供电侧输出功率；
[0014]步骤四
、
在火星能源车的无线供电侧，调节可变电感电容，调节无线供电侧输出功率；
[0015]步骤五
、
当无人车达到预期电量，断开开关
K4，断开线缆连接，完成无人车充电；
[0016]步骤六
、
当无人机达到预期电量，断开开关
K5，完成无人机充电；
[0017]步骤七
、
结束供电
。
[0018]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过合理的设计和管理实现火星能源车供电系统强电电路各部分的隔离，支持同时对火星上待充电设备进行有线充电和无线充电，确保供电系统的安全性和可靠性
。
将为火星上的探索任务和定居提供可靠高效的电力支持，推动人类对火星的进一步探索和开发
。
附图说明
[0019]图1是本专利技术所述系统的结构示意图；
[0020]图2是本专利技术所述控制方法的流程框图；
[0021]图3是本专利技术所述系统的电路示意图
。
具体实施方式
[0022]具体实施方式一：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式所述适用于火星能源车的有线无线一体化供电系统包括火星能源车
1、
有线充电模块2和无线充电模块3；有线充电模块2与火星能源车1的有线充电侧连接，无线充电模块3与火星能源车1的无线充电侧连接
。
[0023]如图3所示，
Uin
表示储能单元输出电压，
M1～
M4构成全桥逆变电路，
L
r
、C
r
、L
m
构成
LLC
变换器；
n1、n2、n3表示有线供电侧三个绕组，
K1～
K5表示选通开关，
D1、D2、M5、M6构成可控整流，
R
o1
表示中型火星无人装备的负载；
n4表示无线供电侧绕组，
L
fp
、C
fp
、C
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
适用于火星能源车的有线无线一体化供电系统，其特征在于：所述适用于火星能源车的有线无线一体化供电系统包括火星能源车
(1)、
有线充电模块
(2)
和无线充电模块
(3)
；有线充电模块
(2)
与火星能源车
(1)
的有线充电侧连接，无线充电模块
(3)
与火星能源车
(1)
的无线充电侧连接
。2.
根据权利要求1所述的适用于火星能源车的有线无线一体化供电系统，其特征在于：火星能源车
(1)
包括储能单元
(101)、DC
‑
AC
高频电能变换器
(102)、RLC
谐振拓扑
(103)、
多路集成变压器
(104)、
高频可控整流模块
(105)、
可变
RLC
谐振拓扑
(106)
和发射线圈
(107)
；储能单元
(101)
的电流输出端通过
DC
‑
AC
高频电能变换器
(102)
和
RLC
谐振拓扑
(103)
与多路集成变压器
(104)
的电流输入端连接，多路集成变压器
(104)
的电流输出端通过高频可控整流模块
(105)
与有线充电模块
(2)
连接，多路集成变压器
(104)
的电流输出端通过可变
RLC
谐振拓扑
(106)
与发射线圈
(107)
连接，发射线圈
(107)
向无线充电模块
(3)
供电
。3.
根据权利要求2所述的适用于火星能源车的有线无线一体化供电系统，其特征在于：多路集成变压器
(104)
由绕组
n1、
绕组
n2、
绕组
n3、
绕组
n4、
绕组
n
m
、
开关
K1、
开关
K2、
开关
K3和开关
K5组成，绕组
n
m
与
RLC
谐振拓扑
(103)
连接，绕组
n1、
绕组...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋凯，杨丰硕，姜金海，孙传禹，兰宇，石泽铭，李攀，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：