电动自行车无线智能充电装置的设计与实现
发布时间：2021-09-04 02:19
随着地球环境污染越来越严重,各国政府大力提倡节能减排并积极寻找新的能源来代替传统的燃油。随着电池技术的发展,电动车代替燃油车是必然的。我国人口基数大,电动自行车保有量高,电动车充电引起的事故颇多,针对电动自行车充电中出现容易过热、过充等不安全因素,把无线充电技术引入到电动自行车充电系统中去,结合电子技术、传感器技术、单片机技术、电力电子技术,制作完成了电动自动车无线智能充电装置,提高了充电的安全性、便捷性。本装置以48V、20Ah电动自行车为研究对象,设计功率为100W的无线智能充电装置,采用220V的市电,通过整流模块转化为24V的直流电,利用H桥高频逆变器,将输入的直流电变成高频的交流电并通过LC谐振线圈以高频电磁波的形式发射出去;接收端线圈接收发射线圈的电磁能量并通过整流滤波电路后变成直流电,再经过DC-DC转换电路转换成电动自行车蓄电池充电需要的直流电压。本设计采用模块化设计思路,主控芯片采用stm32f103c8T6,高频逆变模块选用SIC632集成驱动芯片,发射与接收模块通过2.4G通信模块进行通信,并对系统中电流、电压、温度等信号进行监测,以达到安全充电的目的。另外设计适...
【文章来源】：广东技术师范大学广东省
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电动自行车无线充电装置模型示意图
stm32f103c8T6最小系统
4硬件系统的设计15图4-2AMS11173.3V电路图Fig.4-2AMS11173.3Vcircuitdiagram4.3对位系统对位系统是无线充电得以实现的前提条件，想要得到较高的充电效率，发射线圈和接收线圈之间偏差不能太大，其结构的设计思路是驱动XYZ三轴在一个立体平面内进行移动，为了方便控制，在3轴的两端安装有电感式接近开关。示意图如图4-3所示。图4-3对位系统结构示意图Fig.4-3Schematicdiagramofcounterpointsystemstructure线圈安装在Z轴上，工作过程为：⑴移动到复位点，启动后Z轴通电，带动发射线圈竖直向上伸出地面，当达到预设距离时，Z轴停止运动；⑵移动到一个起始点（X轴左限位Y轴前限位），这里需要测试记录PWM脉冲个数以便线圈准确复位。⑶完成矩形范围内的线圈扫描，X轴移动，Y、Z轴不动，直到触发X轴右限位开关，完成一次X轴扫描完毕。接着X、Z不动，移动Y轴固定距离后，再次重复X轴扫描过程直到定位准确为止，至此完成一个矩形范围内的线圈对位，若运行完毕后没有检测到对位信号，则线圈复位并报错。⑷线圈复位：当接到线圈复位指令后，对位系统回到起始点，Y轴步进电机Z轴步进电机X轴步进电机X轴接近开关右限位Z轴接近开关上限位X轴接近开关左限位Z轴接近开关下限位Y轴接近开关前限位Y轴接近开关后限位
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于STM32的低功耗无线电池监测系统设计[J]. 王鹏程,朱长青. 电测与仪表. 2020(06)
[2]电动汽车充电技术及应用研究[J]. 谢倩媛,徐倩. 通信电源技术. 2019(10)
[3]嵌入式系统的多路步进电机控制系统的设计[J]. 王宜瑜,宋树祥,王斌,庞中秋. 计算机测量与控制. 2019(09)
[4]无线充电技术原理及应用浅析[J]. 毕建忠,叶天国. 电脑知识与技术. 2019(27)
[5]太阳能供电的公共电动自行车无线充电系统设计[J]. 贾君瑞,董航飞,严帅. 现代制造工程. 2018(10)
[6]Buck-boost升降压斩波电路的分析和仿真应用[J]. 唐江,马书婷. 电脑迷. 2018(09)
[7]蓄电池充放电检测控制系统的研究与设计[J]. 首珩,魏丽君. 电源技术. 2018(06)
[8]无线充电技术的现状与未来[J]. Paul Pickering. 中国集成电路. 2018(03)
[9]无线充电技术在电动车领域的应用前景展望[J]. 周挺,林彦,叶震涛. 电动自行车. 2017(04)
[10]基于AVR单片机的SPI接口设计与实现[J]. 杨启帆,赵腊才. 电脑知识与技术. 2016(27)
硕士论文
[1]磁耦合谐振式无线电能传输相关技术分析与研究[D]. 何智勇.电子科技大学 2019
[2]采用DSP控制的电动汽车无线充电系统高频电源设计与制作[D]. 何穆楠.北京交通大学 2018
[3]电动自行车智能充电器设计[D]. 曹永红.河北科技大学 2014
[4]铅酸蓄电池系统起火原因分析及研究[D]. 陶猛.沈阳工业大学 2014
[5]自适应电动自行车充电装置的研究[D]. 徐文城.北京交通大学 2013
[6]步进电机的精确控制方法研究[D]. 刘宝志.山东大学 2010
[7]电压源型PWM逆变器死区效应补偿策略研究[D]. 王连芳.山东大学 2008
本文编号：3382359
【文章来源】：广东技术师范大学广东省
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电动自行车无线充电装置模型示意图
stm32f103c8T6最小系统
4硬件系统的设计15图4-2AMS11173.3V电路图Fig.4-2AMS11173.3Vcircuitdiagram4.3对位系统对位系统是无线充电得以实现的前提条件，想要得到较高的充电效率，发射线圈和接收线圈之间偏差不能太大，其结构的设计思路是驱动XYZ三轴在一个立体平面内进行移动，为了方便控制，在3轴的两端安装有电感式接近开关。示意图如图4-3所示。图4-3对位系统结构示意图Fig.4-3Schematicdiagramofcounterpointsystemstructure线圈安装在Z轴上，工作过程为：⑴移动到复位点，启动后Z轴通电，带动发射线圈竖直向上伸出地面，当达到预设距离时，Z轴停止运动；⑵移动到一个起始点（X轴左限位Y轴前限位），这里需要测试记录PWM脉冲个数以便线圈准确复位。⑶完成矩形范围内的线圈扫描，X轴移动，Y、Z轴不动，直到触发X轴右限位开关，完成一次X轴扫描完毕。接着X、Z不动，移动Y轴固定距离后，再次重复X轴扫描过程直到定位准确为止，至此完成一个矩形范围内的线圈对位，若运行完毕后没有检测到对位信号，则线圈复位并报错。⑷线圈复位：当接到线圈复位指令后，对位系统回到起始点，Y轴步进电机Z轴步进电机X轴步进电机X轴接近开关右限位Z轴接近开关上限位X轴接近开关左限位Z轴接近开关下限位Y轴接近开关前限位Y轴接近开关后限位
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于STM32的低功耗无线电池监测系统设计[J]. 王鹏程,朱长青. 电测与仪表. 2020(06)
[2]电动汽车充电技术及应用研究[J]. 谢倩媛,徐倩. 通信电源技术. 2019(10)
[3]嵌入式系统的多路步进电机控制系统的设计[J]. 王宜瑜,宋树祥,王斌,庞中秋. 计算机测量与控制. 2019(09)
[4]无线充电技术原理及应用浅析[J]. 毕建忠,叶天国. 电脑知识与技术. 2019(27)
[5]太阳能供电的公共电动自行车无线充电系统设计[J]. 贾君瑞,董航飞,严帅. 现代制造工程. 2018(10)
[6]Buck-boost升降压斩波电路的分析和仿真应用[J]. 唐江,马书婷. 电脑迷. 2018(09)
[7]蓄电池充放电检测控制系统的研究与设计[J]. 首珩,魏丽君. 电源技术. 2018(06)
[8]无线充电技术的现状与未来[J]. Paul Pickering. 中国集成电路. 2018(03)
[9]无线充电技术在电动车领域的应用前景展望[J]. 周挺,林彦,叶震涛. 电动自行车. 2017(04)
[10]基于AVR单片机的SPI接口设计与实现[J]. 杨启帆,赵腊才. 电脑知识与技术. 2016(27)
硕士论文
[1]磁耦合谐振式无线电能传输相关技术分析与研究[D]. 何智勇.电子科技大学 2019
[2]采用DSP控制的电动汽车无线充电系统高频电源设计与制作[D]. 何穆楠.北京交通大学 2018
[3]电动自行车智能充电器设计[D]. 曹永红.河北科技大学 2014
[4]铅酸蓄电池系统起火原因分析及研究[D]. 陶猛.沈阳工业大学 2014
[5]自适应电动自行车充电装置的研究[D]. 徐文城.北京交通大学 2013
[6]步进电机的精确控制方法研究[D]. 刘宝志.山东大学 2010
[7]电压源型PWM逆变器死区效应补偿策略研究[D]. 王连芳.山东大学 2008
本文编号：3382359
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