基于智能车平台的非接触式充电装置设计分析

汽车，作为生活的重要交通工具，数量众多，但利用小可再生能源作为原动力的汽车对环境造成了严重污染为了保护人类赖以生存的环境，电动汽车便成了解决资源短缺和环境问题的重要途径在电动汽车日渐被大众所接受的同时，人们对于生活便捷的更高要求，使得电动汽车的充电方式成为当今科技领域研究的重点非接触式充电装置的效能接收在}o%左右，将非接触式充电与智能汽车相结合，实现智能汽车的自动引导行驶，实现了全自动化，适合未来新能源汽车发展的方向。

此次实验我们首先利用电磁车的特性使小车能够寻道行驶，而后对其进行非接触式充电，我们分两部分进行研究，一是小车的寻道方式，二是非接触式充电装置。

1小车寻道方式设计

小车寻道利用的是电磁线引导的方式，在智能车的车体前方安装电磁感应线圈，由电磁学原理可知，通过比较线圈中产生的感应电动势大小，判断小车相对于导线的位置，进而对小车的位置做出调整，引导小车循径行驶要使小车能够实现路径识别，主要通过以下模块的配合:电磁传感器模块、芯片模块、电源模块、电机驱动模块、舵机控制模块。

1.1电磁传感器模块

智能小车的位置信号由安装在车体前方的电磁传感器采集，利用电磁感应原理将测量转换成电信号，以此获得道路信息。

1.2芯片模块

信号采集处理以MCF52255单片机为核心，经过AD口进行接收转换后判断小车的位置，用于小车的运动控制决策并控制舵机转向。

1.3电源模块

电源电路满足各个模块的输入信号要求，提供适合并且稳定的电源利用稳压芯片将电源稳成SV，为单片机供电，舵机利用稳压芯片将电源稳成6V供电，而电机则利用H桥式电路驱动。

1.4电机驱动模块

通过单片机输出的PWM控制，功率放大用来驱动电机，驱动直流电机和伺服电机完成小车的速度控制和舵机转向控制。

2非接触式充电装置

非接触式充电装置在电动汽车上的应用原理主要有3种电磁感应法:原线圈上通过一定频率的交流电，通过电磁感应在副线圈中产生电流，从而将能量从传输端转移到接收端;微波法:可以接收到返回的微波能量，随负载做出调整的同时能够保持稳定的直流电压，它的实质就是用微波束来代替输电导线，通过自由空间传输电能队强磁祸和谐振法:强磁祸和谐振法的原理与电磁感应法基本相同，小同之处在于充电一侧与接收一侧使用相同的ฬ共振周波，可将阻抗制至最低值并使传送距离增大利用共振的原理，使整个系统达到一种电谐振状态，从而实现能量在发射端和接收端高效的传递阻止方法解决了电磁感应法无线充电存在的问题，能够实现磁场的高效率祸合和中等距离能量的高效传递。

2.1电磁感应法

基于法拉第电磁感应定律即周围变化的磁场将在电路回路中产生感应电流，并通过线圈进行能量祸合，实现能量的传递通过原副线圈感应产生电流，从而将电能从充电装置发送到接收装置系统工作时传输端将交流电经全桥整流电路转换成直流电，经过电源模块输出的直流电通过有源振逆变换转换成高频交流电供给原线圈，通过两个电感线圈祸合能量，副线圈输出的电流经接收转换电路变成额定电유压的直流电给电池充电。

在对无线充电性能参数进行理论分析时，我们发现线圈的形状大小及材料对性能有影响，同时由于原副线圈之间存在间隙，直接影响整个系统的传输效率因电磁感应的原理简单易懂，但容错率小足，随着传输距离的增加，电能的损耗会变得很大，所以适用的传输距离较近。

3测试与分析

测量得出数据:传输距离为2cm、传输功率为120W时传输效率为90%;传输距离为5cm时传输效率为70%随着原副线圈之间的距离增大，传输功率和传输效率会逐渐降低可以通过增加原副线圈磁芯正对而积或者使停放在小同位置的车辆都能够达到有效的磁通祸合的方法来提高能量转换效率与常规变压器小同的是，非接触变压器的磁芯主要用于约束磁通，从而提高磁通祸合能力，但加入磁芯，必然会使变压器的重量增加明显为此，可直接使用空心变压器来传输能量。

4程序设计

上电后，智能车启动控制程序，同时检测电池电压，然后调用显示模块显示电压值检测电池电压是否低于7.5 V如高于7.5 V，则继续行驶同时继续检测电压;如低于7.5V,灯点亮同时寻找充电装置找到充电装置后使用程序检测并停车，同时等待充电并检测电压如果检测到电压高于8.0V。

5结论

非接触式充电装置的优势在于能够避免导线裸露、插头磨损、接触电火花等危险，而且环保、能够减少维护次数，这是传统充电装置所小具各的通过对非接触式充电装置的研⚥。究，和对其传输效率的分析，得到了较为理想的实验结果当然，在实验中也ซ存在许多困难与挑战:传输距离问题，在已有的设计方案中，传输距离是一个很大的难题，我们团队也会致力于解决这方面的问题;自动循迹方式，智能汽车的自动循迹和可行性也是我们需要解决的问题。