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基于物联网的无线充电公路,让汽车边走边充电,永恒续航!

DFRobot创客社区2022-06-29 10:38:39

欢迎来到服“造”的世界


* 项目作者:赵声扬 (淮南市实验中学)

* 资料来源:www.dfrobot.com.cn


在节约能源和低碳环保的双重感召下

相信许多人已经对新能源汽车跃跃欲试

然而新能源汽车存在的三大难题

依然让很多人望而却步


1.充电速度慢。传统电池是不能超过0.5c,超过0.5c寿命会有非常大的衰减。0.5c单次充电时间在2小时左右,再加上排队的时间,时间成本高。



2.充电成本高。因为充电慢,需要大量土地建充电站,而现在土地是非常稀缺的资源,尤其是在一线大城市的中心商业区,这个车充两个小时停车费是40-60元,两个小时充50、60度的费,再加上服务费、基础电价,所以会出现成本倒挂的情况。



3.车辆出行率低。24小时有6个小时充电,出行率跟普通车比起来有四分之一的差距,传统车可以做到90%的出行率,它只可以做70%左右。


解决这么问题要怎么办?

蘑菇云淮南站的极客少年有绝招:

建设基于物联网的无线充电公路!


有了无线充电公路

就能让汽车边走边充电,永恒续航!

从此摆脱里程焦虑,想去哪里都可以!


点击边框调出视频工具条
 

无线充电公路演示视频


  作品功能设计   



1.光伏转换,路面铺设太阳能电池板,将采集到的光能转换为电能,为预埋在地下的蓄电池充电。

2.无线充电,为路面上的电动汽车提供无线充电环境,确保路面上的汽车可随时接受充电。

3.智能照明,公路上的照明灯能够根据外界的光照条件变化自动开启和关闭,既保证了照明,又做到节能。

4.物联网,道路的上设置的光线传感器是接入物联网的,可以通过手机和PC端实时查看道路光照情况。

5.人工智能,通过物联网数据的采集,形成大数据分析,让这条道路自己来对道路照明进行控制,从而实现人工智能控制。(设想)


能源供电流程:


物联网光线控制流程:



  作品制作过程   


硬件清单:

1. A级多晶硅电池板 *4

2. 3.7V锂电池 *4

3. 无线充电模块 5V/1A *4

4. Micro Usb 充电模块 *4

5. 光敏电阻 *5

6. 10K电阻 *5

7. LED *5

8. Arduino UNO主控板 *1

9. UART OBLOQ - IoT物联网模块 *1

10. 杜邦线   若干


1. 无线供电公路部分


使用四块多晶硅电池板作为路面,将采集到的光能转换为电能,电池板的正负极分别与Micro usb充电模块的In+、in-焊接,无线充电发射端正负极与Micro usb充电模块的out+、out-焊接,3.7锂电池正负极与Micro usb充电模块的B+、B-焊接。电路图如下:


为了使每块电池板表面能够获得相对平均的能量,我们将发射线圈粘在电池板的中心位置上。


并在锂电池回路中添加开关,用于控制能源的通断。



为了能够模拟出道路情况,我们通过3D建模打印出公路路基、路灯杆、灯杆支撑架等结构件。在Sketchup中完成以上结构件的建模如下图所示:


路灯杆

路灯支撑架

路基模型


2. 智能路灯部分


智能路灯部分主要通过几个光线传感器设定光线强度的值来控制路灯的亮灭。在保证路面照明的情况下,科学合理的使用能源。我们这里使用的是光敏电阻为了得到一个稳定的串口值,需要对其添加一个10K欧的电阻,并将用热缩管将所有焊接的地方包裹住,做到电气隔离。


电路连硬件电路连接如下图所示,5颗LED分别连接D13,D12,D9,D8,D7;光线传感器连接A0,A2,A3,A4,A5;物联网模块T对应绿色线连接D10,R对应蓝色线连接D11。


物联网部分(参考这里)


3.安装测试

    

在路基上安装拨码开关。



将路基从两侧卡在电池板两侧,并用胶水固定。同时也将路灯合路灯支架安防在合适的位置上,同样道理完成其它组模块的安装。



对电动小车进行改装将原有的电池供电,改为无线接收线圈供电。



上电测试,项目就大功告成啦。



备注:事实上,在全球这样的尝试已经不少。2013年世界上首条无线充电公交车车道在韩国建成。2017年5月美国高通公司实现了让电动汽车在100km/h的速度下进行无线充电。而在12月,中国济南也公布了首条正在建设中的光伏公路,成为了全球首条承载光伏路面研发与铺设的高速公路。要不了太久,大家都可以在无线充电公路上驰骋,想去哪就去哪!



*欢迎转发朋友圈。如需转载,请注明出处和原作者。


项目干货戳这里


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