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[导读]01无线充电  在第十六届智能车竞速赛[1]中,有一组“节能信标组”。该组别的队伍车模允许自行设计,并且需要设计无线充电电路,从比赛信标系统中[2]获取车模运行所需要的电能。  由于节能车模在接收电能的时候,是将接收电能往储能法拉电容进行充电。充电电压是变化的,这与一般的恒定电阻...

01 线充电

   第十六届智能车竞速赛[1] 中,有一组“节能信标组”。该组别的队伍车模允许自行设计,并且需要设计无线充电电路,从 比赛信标系统中[2] 获取车模运行所需要的电能。

  由于节能车模在接收电能的时候,是将接收电能往储能法拉电容进行充电。充电电压是变化的,这与一般的恒定电阻负载有着很大的不同,使得接收电能功率很难始终达到最大。那么,在实际比赛中,同学们会采用怎样的无线电能接收电路呢?

一、两种接收模式

  汇总一下参赛队伍所采用的无线接收电路,主要集中在两种方案:一种是“LCC补偿方案”,另外一种就是“LC串联补偿”方案。

1、LCC接收方式

  LCC 接收模式的电路如下图所示,它利用了电路的串并联结构,实现了恒流输出电流的功能。

▲ 图1.1 LCC结构接收电路
  在LCC接受网络中的参数满足:

  时,输出电流恒定为

  LCC网络接收电能与电路后期的整流二极管、法拉电容阻抗没有太大关系。可以相对比较稳定接收电能。只是该电路器件比较多,调试相对困难。而且串联电感无论是体积还是重量都比较大。

▲ 用于LCC结构的接收线圈以及串联电感

2、LC接收方式

  直接在接收线圈上串联谐振电容,然后连接后面的桥整流,或者倍压整流也可以实现无线电能的接受。这种方式也可以成为“傻充”方案,这是利用了节能信标发送单元本身具有功率限制,同时没有超功率罚时的特点,所以可以使用这种方案。

▲ 图1.2 LC接收模式
  这种方式在电容电压比较小的时候,也可以获得很大的充电功率。它的接收功能与线圈所在的位置关系比较密切。

▲ 图1.2 武汉理工大学异形接收线圈

二、统计无线接收模式

  下面根据 第十六届全国大学生智能车竞赛总决赛节能信标组[3] 各个队伍提交的 技术报告[4] 可以对每个队伍所采用的无线电能结构进行统计。可以看到在 60 支国赛队伍中,有10支队伍采用了 LC无线电能电路结构,其余大部分队伍都使用了LCC 电路结构。

▲ 图1.1  所有国赛节能信标组技术报告
  下面表格中对于每个参加全国总决赛节能信标组队伍无线电能接收电路结构进行汇总。

【表1-1 全国总决赛节能信标组无线电接收方案表格】

学校名称队伍名称无线充电方案
哈尔滨工业大学紫丁香五队LC结构, 35F×5
太原工业学院晋速-天槊星LCC结构
合肥工业大学烂虾LCC结构
洛阳理工学院Since 2021LCC结构
华南理工大学华工雨花队LCC结构
沈阳工业大学场地终结者队LCC结构
安徽工业大学摸鱼大队LCC结构, 50F×4
上海电力大学电靓无限LCC结构
北京科技大学北京科技大学节能信标组LCC结构
内蒙古大学创业学院骄阳一队LCC结构,
浙江大学浙大三队LC结构 恒功率充电
BQ24640
北华航天工业学院极光LCC结构,
中国计量大学赛博-8LCC结构
太原理工大学太原理工大学节能信标队LC结构
杭州电子科技大学杭电信标一队LCC结构
青岛农业大学极光—冷不丁LCC结构
大连海事大学同舟柒号LCC结构, 100F×5
上海海事大学McQueenLCC结构
青岛理工大学青理节能一队LC结构
湖北工业大学蓝电零队LCC结构
集美大学诚毅学院星犬队LCC结构
兰州交通大学先锋队LCC结构
大连民族大学粉红靓车队LC LTC3780恒压充电,60F×5
深圳大学跑得快LCC结构
乐山师范学院乐师逐飞六队论文对此叙述不详
安徽理工大学节能一LCC结构
哈尔滨工程大学济海追风3队LC结构, 100F×5
中南民族大学双子星LC结构
山东大学(威海)山魂七队LCC结构
南京信息工程大学真的不耗电LC结构,倍压整流
上海工程技术大学工程皊弎队LCC结构
五邑大学信天翁LCC结构
合肥学院定盘星LCC结构
西北工业大学纯钧2021LCC结构
武汉大学珞珈-freedomLCC结构
苏州大学Sky永恒LCC结构
厦门理工学院厦理卓越青凡队LCC结构
华南师范大学深蓝小羊驼LCC结构
重庆大学赛博坦汽车人联盟队LCC结构
浙江工商职业技术学院JWS队LCC结构
广西科技大学火哥带你学32LC结构
合肥职业技术学院机电进取队LCC结构
成都信息工程大学杠上花LCC结构
宿迁学院Makka PakkaLCC结构
北京理工大学牛牛队LCC结构
安徽信息工程学院常青竹七队LCC结构,30F×5
江南大学火炎焱燚LC结构
武汉理工大学华南大飚客LC结构
北京科技大学天津学院科技一队LCC结构,100F×5
安徽大学牛牛队LCC结构,25×5
成都工业学院起丰了LCC结构
合肥工业大学宣城校区田所二号LCC结构
河南理工大学HPU节能信标组LCC结构
注:没有提交技术报告
齐鲁工业大学漩涡银河LCC结构;
注:没有提交技术报告
上海理工大学赛道拆迁队没有提交技术报告
浙江工商大学金刚大师队LCC结构
巢湖学院青枫茗悦LCC结构
南京师范大学南师4队LCC结构
临沂大学自然选择队LCC结构
中国计量大学仰仪8队LCC结构

02 种方案更好?

  么究竟哪种电能接收方案更好?你可以将自己的看法在留言中给出。

参考资料

[1]第十六届智能车竞速赛: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/110253008

[2]比赛信标系统中: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/117604845

[3]第十六届全国大学生智能车竞赛总决赛节能信标组: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/119879562#987003

[4]技术报告: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/119960057

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