CN106253433B - 一种模型赛车充电系统及模型赛车系统 - Google Patents

Abstract

一种模型赛车充电系统及模型赛车系统，包括超级电容、无线充电模块和新能源模块和能源切换控制模块，其中，超级电容作为模型赛车的动力来源；无线充电模块包括设置在赛车上的无线充电接受装置和设置在赛道上的无线充电供电装置，其中，当赛车位于充电赛道上时，能源切换控制模块选择采用无线充电模块对超级电容充电；当赛车位于充电赛道之外，且需要对超级电容充电时，能源切换控制模块选择采用新能源模块对超级电容充电。

Description

一种模型赛车充电系统及模型赛车系统

技术领域

本发明涉及一种充电系统，尤其涉及一种模型赛车的充电系统及使用该充电系统的模型赛车系统。

背景技术

现有的模型赛车一般只支持一至两路能源的使用，常见的就是采用电池作为能源，这样的模型赛车存在以下的问题，一是不能充分利用新型种类的能源。二是在使用两路能源时，不能实时的进行切换，使用起来不太方便。

现有技术中，也有采用无线充电技术为赛车充电的方案，但是现有的无线充电技术在赛车供电应用过于简单直接，其一般使用方式为将无线充电发射线圈直接与电机连接。当赛车处于无线充电线发射线圈的范围时可以充电，但是一旦赛车离开无线充电线发射线圈的范围时就会停止工作。这样的方案成本较高，供电效果无法控制。此外，由于无线充电线圈会产生较大的电磁干扰，而现有技术的方案中均没有考虑或者采取有效方式进行隔磁，模型车上线路会受到电磁干扰的影响。

本发明的目的是提供一种用于模型赛车的新型充电系统，其可以同时使用无线充电、太阳能、盐水电池、普通电池(包括不限于干电池、锂电池、镍氢电池等)，并能够实现自由切换，并能解决上面提到的各种问题。

发明内容

本发明提供了一种可解决上述问题的充电系统及模型赛车系统，具体而言，本发明提供一种模型赛车充电系统，其特征在于：包括超级电容、无线充电模块、新能源模块和能源切换控制模块，其中，超级电容作为模型赛车的动力来源；无线充电模块包括设置在赛车上的无线充电接受装置和设置在赛道上的无线充电供电装置。其中，当赛车位于充电赛道上时，能源切换控制模块选择采用无线充电模块对超级电容充电；当赛车位于充电赛道之外，且需要对超级电容充电时，能源切换控制模块选择采用新能源模块对超级电容充电。

一种模型赛车系统，包括赛车、轨道，其特征在于，还包括能源供应模块、控制模块，其中能源供应模块包括无线充电模块、超级电容模块、1个或多个新能源模块，控制模块包括能源切换控制模块，其中，超级电容作为模型赛车的动力来源；无线充电模块包括设置在赛车上的无线充电接受装置和设置在赛道上的无线充电供电装置，其中，当赛车位于充电赛道上时，能源切换控制模块选择采用无线充电模块对超级电容充电；当赛车位于充电赛道之外，且需要对超级电容充电时，能源切换控制模块选择采用新能源模块对超级电容充电。

进一步地，其特征在于：所述控制模块还包括电机功耗模块，其用于控制电机转速。优选地，所述电极功耗控制模块通过控制超级电容的放电来实现电机转速控制，具体地，其可以控制所述超级电容可采用分时放电方式对电动机转速进行管理，包括，提供短时更强大电流输出以增强动力，或者以长时间小电流输出以增加运行时间。

进一步地，其特征在于：所述控制模块还包括第一无线通讯模块，用于实现外界对赛车的控制以及将赛车的参数传送给外界。

进一步地，其特征在于：所述新能源模块包括太阳能电池模块，盐水电池模块等。

进一步地，其特征在于：所述能源切换控制模块的动作可以是自动控制实现或者为外界人工控制实现。

进一步地，其特征在于：所述模型赛车系统还包括隔磁片，设置在赛车的无线充电线圈后方的控制基座底板上。

进一步地，其特征在于：所述赛车系统的超级电容具有经济运行模式和全速运行模式。

进一步地，其特征在于：所述赛车系统的工作过程如下，

在模型赛车出发之前，将模型赛车放置到赛道上；如果需要充电，则将模型车放置于有无线充电功能的赛道之上；

根据设置可以自动充电，或者操作者可通过无线遥控器，发出充电指令；

能源切换控制模块将无线充电模块提供的电能接入超级电容。超级电容充电量将通过无线数据传输显示在遥控器显示屏上；

在模型出发时或者行驶过程中，操作者可通过无线遥控器，发出加速指令。能源切换控制模块将超级电容中的电量按程序控制的加速能量比例输出到电机上，控制超级电容的放电速度；

在不需要加速时，操作者也可通过无线遥控器，结束加速指令。能源切换控制模块将超级电容中的电量按程序控制的节能能量比例输出到电机上，控制超级电容的放电速度。

发明效果：

采用本发明的装置，可无线控制切换不同能源充电形式，可无线控制切换不同能源使用能耗，可接入3种或更多不同的能源同时应用于动力提供，应用超级电容提高能源的置换效率，级大减少充电时间，提高能量转换效率，提供更强劲的瞬时电流，以提升电机性能，更多的充放电次数；不使用传统电池作为模型动力来源，更加环保。

附图说明：

图1为本发明模型赛车的控制系统图。

具体实施方式：

如图1所示，本发明模型赛车系统包括赛车、赛道、能源供应模块、控制模块。

其中，能源供应模块包括无线充电模块、超级电容模块、1个或多个新能源模块(例如太阳能电池模块、盐水电池模块)等。无线充电模块包括设置在赛车上的无线充电接收模块和设置在赛道上的无线充电供电模块。

控制模块包括能源切换控制模块、电机功耗模块和第一无线通讯模块。其中，能源切换控制模块用于选择赛车的供电模式。所述供电模式包括：充电模式、经济运行模式、全速运行模式等。

本发明的另一个创新之处在于，在赛车的无线充电线圈后方的控制基座底板上贴合有隔磁片，这样可以达到屏蔽无线充电发射线圈产生的电磁场的作用，防止因为车辆控制系统的线圈因切割磁力线产生电磁感应而造成的电磁干扰问题。同时，隔磁片有效的加强了无线充电线圈接收端的能量利用效率。经测试使用隔磁片后，在同样距离下，接收线圈获得的电量比不用隔磁片提升了15％左右。其中，隔磁片可以使用铁氧体软磁片，更优选第，选择相比硬性铁氧体软性隔磁片，软性磁片更轻薄，易于贴合以及加工成型。

本发明的赛车系统的工作模式有：

充电模式：无线充电和新能源供电接口的电能输入超级电容中进行存储，此时电机可以停止运行，也可以在运行中，电机停止时的充电效果比运行中更好。

经济运行模式：此时电机按程序中设定的经济运行能耗比例使用超级电容输出的电量作为驱动电力。无线充电接口的供电被断开，新能源充电接口的供电会持续供给超级电容充电。

全速运行模式：此时电机按程序中设定的全速运行能耗比例使用超级电容输出的电量作为驱动电力。无线充电接口的供电断开。新能源充电接口的供电会持续给超级电容。

所述模式的选择可以由遥控器发出工作模式切换指令后执行，也可以由控制器根据模型赛车的各项参数情况自行决定，所述参数包括电池电量、速度、赛车位置等等。

其中能源切换模块采用MOSFET芯片进行能源切换，其既可以现更高的切换速度和频率，又消除了切换噪音。

电机功耗管理模块，采用PWM(脉冲宽度调制)技术，通过改变电路输出电压和功率来控制电机的转速以达到最佳的用电模式选择。其中，采用MOSFET芯片控制电容放电和电机的运行速度，通过高频次的断开电路实现对电机运行速度的控制。本模块中电机按程序中设定的指定运行能耗比例使用超级电容输出的电量作为驱动电力。使用者可以用百分比设置电机使用超级电容的能量，以达到多种能量的使用模式切换功能。

第一无线通讯模块用于与外界通讯，可接收外部的指令，并发送给能源切换控制模块或者电机功耗模块，实现赛车进行控制，也可以将赛车的状态参数(例如电池电量等)发送给外部装置。赛道包括无线充电赛道和普通赛道，其中无效充电供电模块设置在无线充电赛道上。

优选地还包括遥控装置，其包括遥控器及第二无线通讯模块，遥控器可以发出指令并通过第二无线通讯模块与第一无线通讯模块通讯，其中，优选地，第一无线通讯模块优选采用无线射频方式传输控制数据，使用简单，传输稳定可靠。

其中，本发明的赛车工作时使用超级电容作为电力来源，其可以提高能源的转换效率，能量转换率达90％以上。并且，电机功耗管理模块控制超级电容采用分时放电方式对电动机转速进行管理，其可以提供短时更强大电流输出，增强动力。也可以长时间小电流输出，增加运行时间。

其它多路能源输入，可以根据控制模块设定自动为超级电容充电，或者选择为远程控制情况下为电容充电。并且可以控制为采用两种能源收集输入向超级电容充电。例如，可以在赛车模型上搭载太阳能电池和盐水电池或其它电池作为新能源输入，并且本发明的方案，由于使用超级电容作为能源供应，可以减少充电时间，充电20秒可运行1分钟以上。

下面结合附图，说明本发明装置的具体实施方式：

1)在模型赛车出发之前，将模型赛车放置到赛道上；如果需要充电，则将模型车放置于有无线充电功能的赛道之上

2)根据设置可以自动充电，或者操作者可通过无线遥控器，发出充电指令。

3)能源切换控制模块将无线充电模块提供的电能接入超级电容。超级电容充电量将通过无线数据传输显示在遥控器显示屏上。

4)在模型出发时或者行驶过程中，操作者可通过无线遥控器，发出加速指令。能源切换控制模块将超级电容中的电量按程序控制的加速能量比例输出到电机上，控制超级电容的放电速度。

5)在不需要加速时，操作者也可通过无线遥控器，结束加速指令。能源切换控制模块将超级电容中的电量按程序控制的节能能量比例输出到电机上，控制超级电容的放电速度。

6)在模型赛车离开充电赛道后，且超级电容电量不足或者存在其他情况需要充电时，搭载于模型赛车之上的新能源模块(如太阳能电池模块、盐水电池模块等)，可持续将自己的电量输入到超级电容中，配合延长超级电容的放电时间。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语仅仅是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (5)

1.一种模型赛车系统，包括赛车、赛道，其特征在于，还包括能源供应模块、控制模块，其中能源供应模块包括无线充电模块、超级电容、一个或多个新能源模块，控制模块包括能源切换控制模块、电机功耗模块和第一无线通讯模块，其中能源切换控制模块用于选择赛车的供电模式；电机功耗模块用于控制电机转速，通过控制超级电容的放电来实现电机转速控制；第一无线通讯模块用于与外界通讯，可接收外部的指令，并发送给能源切换控制模块或者电机功耗模块，实现赛车进行控制，也可将赛车的状态参数发送给外部装置；其中，超级电容作为赛车的动力来源；所述一个或多个新能源模块，可根据控制模块设定自动为超级电容充电，或者远程控制情况下为超级电容充电；无线充电模块包括设置在赛车上的无线充电接受装置和设置在赛道上的无线充电供电装置，所述无线充电接受装置包括无线充电线圈，所述模型赛车系统还包括隔磁片，设置在赛车的无线充电线圈后方的控制基座底板上，其中，当赛车位于具有无线充电功能的赛道上时，能源切换控制模块选择采用无线充电模块对超级电容充电；当赛车位于具有无线充电功能的赛道之外，且需要对超级电容充电时，能源切换控制模块选择采用新能源模块对超级电容充电，所述赛车系统的工作模式有：

充电模式：无线充电和新能源供电接口的电能输入超级电容中进行存储，此时电机停止运行或处于运行中；

经济运行模式：此时电机按程序中设定的经济运行能耗比例使用超级电容输出的电量作为驱动电力，无线充电接口的供电被断开，新能源供电接口的供电会持续供给超级电容充电；

全速运行模式：此时电机按程序中设定的全速运行能耗比例使用超级电容输出的电量作为驱动电力，无线充电接口的供电断开，新能源供电接口的供电会持续给超级电容。

2.根据权利要求1所述的模型赛车系统，其特征在于：所述电机功耗模块控制所述超级电容采用分时放电方式对电机转速进行管理，包括，提供短时更强大电流输出以增强动力，或者以长时间小电流输出以增加运行时间。

3.根据权利要求1或2所述模型赛车系统，其特征在于：还包括遥控装置，其包括遥控器及用于与赛车通信的第二无线通讯装置。

4.根据权利要求1或2所述的模型赛车系统，其特征在于：所述新能源模块包括太阳能电池模块，盐水电池模块。

5.根据权利要求1或2所述的模型赛车系统，其特征在于：所述赛车系统的工作过程如下，

1)在赛车出发之前，将赛车放置到赛道上；如果需要充电，则将赛车放置于有无线充电功能的赛道之上；

2)根据设置可自动充电，或者操作者可通过遥控器，发出充电指令；

3)能源切换控制模块将无线充电模块提供的电能接入超级电容，超级电容充电量将通过无线数据传输显示在遥控器显示屏上；

4)在赛车出发时或者行驶过程中，操作者可通过遥控器，发出加速指令，能源切换控制模块将超级电容中的电量按程序控制的加速能量比例输出到电机上，控制超级电容的放电速度；

5)在不需要加速时，操作者也可通过遥控器，结束加速指令，能源切换控制模块将超级电容中的电量按程序控制的节能能量比例输出到电机上，控制超级电容的放电速度。