本發(fā)明涉及一種充電系統(tǒng)，尤其涉及一種模型賽車的充電系統(tǒng)及使用該充電系統(tǒng)的模型賽車系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的模型賽車一般只支持一至兩路能源的使用，常見的就是采用電池作為能源，這樣的模型賽車存在以下的問題，一是不能充分利用新型種類的能源。二是在使用兩路能源時(shí)，不能實(shí)時(shí)的進(jìn)行切換，使用起來不太方便。

現(xiàn)有技術(shù)中，也有采用無線充電技術(shù)為賽車充電的方案，但是現(xiàn)有的無線充電技術(shù)在賽車供電應(yīng)用過于簡單直接，其一般使用方式為將無線充電發(fā)射線圈直接與電機(jī)連接。當(dāng)賽車處于無線充電線發(fā)射線圈的范圍時(shí)可以充電，但是一旦賽車離開無線充電線發(fā)射線圈的范圍時(shí)就會(huì)停止工作。這樣的方案成本較高，供電效果無法控制。此外，由于無線充電線圈會(huì)產(chǎn)生較大的電磁干擾，而現(xiàn)有技術(shù)的方案中均沒有考慮或者采取有效方式進(jìn)行隔磁，模型車上線路會(huì)受到電磁干擾的影響。

本發(fā)明的目的是提供一種用于模型賽車的新型充電系統(tǒng)，其可以同時(shí)使用無線充電、太陽能、鹽水電池、普通電池(包括不限于干電池、鋰電池、鎳氫電池等)，并能夠?qū)崿F(xiàn)自由切換，并能解決上面提到的各種問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種可解決上述問題的充電系統(tǒng)及模型賽車系統(tǒng)，具體而言，本發(fā)明提供一種模型賽車充電系統(tǒng)，其特征在于：包括超級(jí)電容、無線充電模塊、新能源模塊和能源切換控制模塊，其中，超級(jí)電容作為模型賽車的動(dòng)力來源；無線充電模塊包括設(shè)置在賽車上的無線充電接受裝置和設(shè)置在賽道上的無線充電供電裝置。其中，當(dāng)賽車位于充電賽道上時(shí)，能源切換控制模塊選擇采用無線充電模塊對(duì)超級(jí)電容充電；當(dāng)賽車位于充電賽道之外，且需要對(duì)超級(jí)電容充電時(shí)，能源切換控制模塊選擇采用新能源模塊對(duì)超級(jí)電容充電。

一種模型賽車系統(tǒng)，包括賽車、軌道，其特征在于，還包括能源供應(yīng)模塊、控制模塊，其中能源供應(yīng)模塊包括無線充電模塊、超級(jí)電容模塊、1個(gè)或多個(gè)新能源模塊，控制模塊包括能源切換控制模塊，其中，超級(jí)電容作為模型賽車的動(dòng)力來源；無線充電模塊包括設(shè)置在賽車上的無線充電接受裝置和設(shè)置在賽道上的無線充電供電裝置，其中，當(dāng)賽車位于充電賽道上時(shí)，能源切換控制模塊選擇采用無線充電模塊對(duì)超級(jí)電容充電；當(dāng)賽車位于充電賽道之外，且需要對(duì)超級(jí)電容充電時(shí)，能源切換控制模塊選擇采用新能源模塊對(duì)超級(jí)電容充電。

進(jìn)一步地，其特征在于：所述控制模塊還包括電機(jī)功耗模塊，其用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。優(yōu)選地，所述電極功耗控制模塊通過控制超級(jí)電容的放電來實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制，具體地，其可以控制所述超級(jí)電容可采用分時(shí)放電方式對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行管理，包括，提供短時(shí)更強(qiáng)大電流輸出以增強(qiáng)動(dòng)力，或者以長時(shí)間小電流輸出以增加運(yùn)行時(shí)間。

進(jìn)一步地，其特征在于：所述控制模塊還包括第一無線通訊模塊，用于實(shí)現(xiàn)外界對(duì)賽車的控制以及將賽車的參數(shù)傳送給外界。

進(jìn)一步地，其特征在于：所述新能源模塊包括太陽能電池模塊，鹽水電池模塊等。

進(jìn)一步地，其特征在于：所述能源切換控制模塊的動(dòng)作可以是自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)或者為外界人工控制實(shí)現(xiàn)。

進(jìn)一步地，其特征在于：所述模型賽車系統(tǒng)還包括隔磁片，設(shè)置在賽車的無線充電線圈后方的控制基座底板上。

進(jìn)一步地，其特征在于：所述賽車系統(tǒng)的超級(jí)電容具有經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式和全速運(yùn)行模式。

進(jìn)一步地，其特征在于：所述賽車系統(tǒng)的工作過程如下，

在模型賽車出發(fā)之前，將模型賽車放置到賽道上；如果需要充電，則將模型車放置于有無線充電功能的賽道之上；

根據(jù)設(shè)置可以自動(dòng)充電，或者操作者可通過無線遙控器，發(fā)出充電指令；

能源切換控制模塊將無線充電模塊提供的電能接入超級(jí)電容。超級(jí)電容充電量將通過無線數(shù)據(jù)傳輸顯示在遙控器顯示屏上；

在模型出發(fā)時(shí)或者行駛過程中，操作者可通過無線遙控器，發(fā)出加速指令。能源切換控制模塊將超級(jí)電容中的電量按程序控制的加速能量比例輸出到電機(jī)上，控制超級(jí)電容的放電速度；

在不需要加速時(shí)，操作者也可通過無線遙控器，結(jié)束加速指令。能源切換控制模塊將超級(jí)電容中的電量按程序控制的節(jié)能能量比例輸出到電機(jī)上，控制超級(jí)電容的放電速度。

發(fā)明效果：

采用本發(fā)明的裝置，可無線控制切換不同能源充電形式，可無線控制切換不同能源使用能耗，可接入3種或更多不同的能源同時(shí)應(yīng)用于動(dòng)力提供，應(yīng)用超級(jí)電容提高能源的置換效率，級(jí)大減少充電時(shí)間，提高能量轉(zhuǎn)換效率，提供更強(qiáng)勁的瞬時(shí)電流，以提升電機(jī)性能，更多的充放電次數(shù)；不使用傳統(tǒng)電池作為模型動(dòng)力來源，更加環(huán)保。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明模型賽車的控制系統(tǒng)圖。

具體實(shí)施方式：

如圖1所示，本發(fā)明模型賽車系統(tǒng)包括賽車、賽道、能源供應(yīng)模塊、控制模塊。

其中，能源供應(yīng)模塊包括無線充電模塊、超級(jí)電容模塊、1個(gè)或多個(gè)新能源模塊(例如太陽能電池模塊、鹽水電池模塊)等。無線充電模塊包括設(shè)置在賽車上的無線充電接收模塊和設(shè)置在賽道上的無線充電供電模塊。

控制模塊包括能源切換控制模塊、電機(jī)功耗模塊和第一無線通訊模塊。其中，能源切換控制模塊用于選擇賽車的供電模式。所述供電模式包括：充電模式、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式、全速運(yùn)行模式等。

本發(fā)明的另一個(gè)創(chuàng)新之處在于，在賽車的無線充電線圈后方的控制基座底板上貼合有隔磁片，這樣可以達(dá)到屏蔽無線充電發(fā)射線圈產(chǎn)生的電磁場的作用，防止因?yàn)檐囕v控制系統(tǒng)的線圈因切割磁力線產(chǎn)生電磁感應(yīng)而造成的電磁干擾問題。同時(shí)，隔磁片有效的加強(qiáng)了無線充電線圈接收端的能量利用效率。經(jīng)測試使用隔磁片后，在同樣距離下，接收線圈獲得的電量比不用隔磁片提升了15％左右。其中，隔磁片可以使用鐵氧體軟磁片，更優(yōu)選第，選擇相比硬性鐵氧體軟性隔磁片，軟性磁片更輕薄，易于貼合以及加工成型。

本發(fā)明的賽車系統(tǒng)的工作模式有：

充電模式：無線充電和新能源供電接口的電能輸入超級(jí)電容中進(jìn)行存儲(chǔ)，此時(shí)電機(jī)可以停止運(yùn)行，也可以在運(yùn)行中，電機(jī)停止時(shí)的充電效果比運(yùn)行中更好。

經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式：此時(shí)電機(jī)按程序中設(shè)定的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行能耗比例使用超級(jí)電容輸出的電量作為驅(qū)動(dòng)電力。無線充電接口的供電被斷開，新能源充電接口的供電會(huì)持續(xù)供給超級(jí)電容充電。

全速運(yùn)行模式：此時(shí)電機(jī)按程序中設(shè)定的全速運(yùn)行能耗比例使用超級(jí)電容輸出的電量作為驅(qū)動(dòng)電力。無線充電接口的供電斷開。新能源充電接口的供電會(huì)持續(xù)給超級(jí)電容。

所述模式的選擇可以由遙控器發(fā)出工作模式切換指令后執(zhí)行，也可以由控制器根據(jù)模型賽車的各項(xiàng)參數(shù)情況自行決定，所述參數(shù)包括電池電量、速度、賽車位置等等。

其中能源切換模塊采用MOSFET芯片進(jìn)行能源切換，其既可以現(xiàn)更高的切換速度和頻率，又消除了切換噪音。

電機(jī)功耗管理模塊，采用PWM(脈沖寬度調(diào)制)技術(shù)，通過改變電路輸出電壓和功率來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速以達(dá)到最佳的用電模式選擇。其中，采用MOSFET芯片控制電容放電和電機(jī)的運(yùn)行速度，通過高頻次的斷開電路實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)運(yùn)行速度的控制。本模塊中電機(jī)按程序中設(shè)定的指定運(yùn)行能耗比例使用超級(jí)電容輸出的電量作為驅(qū)動(dòng)電力。使用者可以用百分比設(shè)置電機(jī)使用超級(jí)電容的能量，以達(dá)到多種能量的使用模式切換功能。

第一無線通訊模塊用于與外界通訊，可接收外部的指令，并發(fā)送給能源切換控制模塊或者電機(jī)功耗模塊，實(shí)現(xiàn)賽車進(jìn)行控制，也可以將賽車的狀態(tài)參數(shù)(例如電池電量等)發(fā)送給外部裝置。賽道包括無線充電賽道和普通賽道，其中無效充電供電模塊設(shè)置在無線充電賽道上。

優(yōu)選地還包括遙控裝置，其包括遙控器及第二無線通訊模塊，遙控器可以發(fā)出指令并通過第二無線通訊模塊與第一無線通訊模塊通訊，其中，優(yōu)選地，第一無線通訊模塊優(yōu)選采用無線射頻方式傳輸控制數(shù)據(jù)，使用簡單，傳輸穩(wěn)定可靠。

其中，本發(fā)明的賽車工作時(shí)使用超級(jí)電容作為電力來源，其可以提高能源的轉(zhuǎn)換效率，能量轉(zhuǎn)換率達(dá)90％以上。并且，電機(jī)功耗管理模塊控制超級(jí)電容采用分時(shí)放電方式對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行管理，其可以提供短時(shí)更強(qiáng)大電流輸出，增強(qiáng)動(dòng)力。也可以長時(shí)間小電流輸出，增加運(yùn)行時(shí)間。

其它多路能源輸入，可以根據(jù)控制模塊設(shè)定自動(dòng)為超級(jí)電容充電，或者選擇為遠(yuǎn)程控制情況下為電容充電。并且可以控制為采用兩種能源收集輸入向超級(jí)電容充電。例如，可以在賽車模型上搭載太陽能電池和鹽水電池或其它電池作為新能源輸入，并且本發(fā)明的方案，由于使用超級(jí)電容作為能源供應(yīng)，可以減少充電時(shí)間，充電20秒可運(yùn)行1分鐘以上。

下面結(jié)合附圖，說明本發(fā)明裝置的具體實(shí)施方式：

1)在模型賽車出發(fā)之前，將模型賽車放置到賽道上；如果需要充電，則將模型車放置于有無線充電功能的賽道之上

2)根據(jù)設(shè)置可以自動(dòng)充電，或者操作者可通過無線遙控器，發(fā)出充電指令。

3)能源切換控制模塊將無線充電模塊提供的電能接入超級(jí)電容。超級(jí)電容充電量將通過無線數(shù)據(jù)傳輸顯示在遙控器顯示屏上。

4)在模型出發(fā)時(shí)或者行駛過程中，操作者可通過無線遙控器，發(fā)出加速指令。能源切換控制模塊將超級(jí)電容中的電量按程序控制的加速能量比例輸出到電機(jī)上，控制超級(jí)電容的放電速度。

5)在不需要加速時(shí)，操作者也可通過無線遙控器，結(jié)束加速指令。能源切換控制模塊將超級(jí)電容中的電量按程序控制的節(jié)能能量比例輸出到電機(jī)上，控制超級(jí)電容的放電速度。

6)在模型賽車離開充電賽道后，且超級(jí)電容電量不足或者存在其他情況需要充電時(shí)，搭載于模型賽車之上的新能源模塊(如太陽能電池模塊、鹽水電池模塊等)，可持續(xù)將自己的電量輸入到超級(jí)電容中，配合延長超級(jí)電容的放電時(shí)間。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語僅僅是為了方便說明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。