[发明专利]一种电动小车动态无线充电系统

权利要求书

1.一种电动小车动态无线充电系统，其特征在于：包括无线充电发射装置和无线充电电动小车，无线充电电动小车包括无线充电接收装置和电动小车部分，所述无线充电发射装置包括直流稳压电源、AMS1117-3.3稳压模块、CC2530单片机、5V/12V升压模块、IR2104驱动电路、4路继电器组以及LC振荡电路，所述无线充电接收装置包括LC振荡电路、充电指示电路、光电传感器、全桥整流电路及超级电容，电动小车部分包括CC2530单片机、电机驱动模块、两路光电循迹传感器以及两组电机。

2.根据权利要求1所述的电动小车动态无线充电系统，其特征在于：所述LC振荡电路包括4组线圈。

3.根据权利要求1所述的电动小车动态无线充电系统，其特征在于：所述无线充电电动小车的充电频率f的计算公式为：式中C为线圈分布电容，L为线圈电感，且线圈分布电容C、线圈电感L构成了LC谐振电路。

4.根据权利要求3所述的电动小车动态无线充电系统，其特征在于：LC谐振电路的谐振耦合电感的计算公式为：L＝μ₀N²r[ln((8r)/a)-1.75]，式中r为谐振线圈的平均半径，a为线圈导线的截面半径，N为线圈匝数。

5.根据权利要求4所述的电动小车动态无线充电系统，其特征在于：将绕制谐振耦合线圈的每匝导线当作均匀的圆柱体，则两匝线圈之间的匝间电容为：式中，a为线圈导线的界面半径，r为谐振线圈的平均半径，ε₀为空气介数，h为谐振耦合相邻线圈圆心之间的距离，N匝谐振耦合线圈的分布电容为：C＝C₁/(N-1)，取谐振电容1uf。

6.根据权利要求5所述的电动小车动态无线充电系统，其特征在于：磁感应谐振式无线电能传输拓扑采用S-P补偿，即一次侧串联电容、二次侧并联电容进行补偿，公式为：

7.根据权利要求1所述的电动小车动态无线充电系统，其特征在于：超级电容的电容值计算公式为C＝10^-6εA/(3.6πd)(μF)。

8.根据权利要求1所述的电动小车动态无线充电系统，其特征在于：无线充电发射装置的使用方法具体包括如下步骤：

S1：先将各个电子元件接通电源，使得系统上电；

S2：初始化GPIO和定时器；

S3：发出42.6kHz方波；

S4：继电器1吸合60秒；

S5：继电器1断开1秒；

S6：继电器1吸合12秒；

S7：继电器1断开，继电器2吸合20秒；

S8：继电器2断开，继电器3吸合20秒；

S9：继电器3断开，继电器4吸合20秒；

S10：继电器4断开，继电器1吸合20秒；

S11：转至步骤S7，直至程序结束。

9.根据权利要求1所述的电动小车动态无线充电系统，其特征在于：所述无线充电电动小车的操作方法具体包括如下步骤：单片机CC2530检测光电循迹传感器的信号，当提示需要右偏，则增大左电机电压，当提示需要左偏，则增大右电机电压，当检测到B点，则判断是否停车，当处于任务一时停车，其他任务不停车。