可远程控制和切换的能源管理系统的制作方法

本发明涉及一种充电系统，尤其涉及一种可远程控制和切换的充电能源管理系统。

背景技术：

如今，人们使用的电子设备越来越多，尤其是手机等便携式电子设备，而现有的电子设备的能源管理大多是基于传统电池进行放电管理，但是受制于现有电池技术进步的缓慢，电池的能量转换效率较低(60-80％)，充放电次数受限(500次以内)，较低的能量转换效率以及充放电次数的限制使得在长期使用之后，电池的性能会出现较为明显的劣化，导致设备的续航出现明显下降，不适用于对续航时间要求较高的场合。

同时，随着人们环保意识的提高，越来越重视对新能源利用，新能源的使用已经越来越普及，但是新能源由于自身受环境的影响，会出现不能够长时间稳定输出能量的情况，所以，本领域技术人员通常都会设置有包含新能源在内的多种形式的能量源，在新能源能够输出能量时，将多余能量进行存储，而在新能源无法输出能量时，且存储能量消耗殆尽的情况下，利用其它形式的能源进行供电，但是由此又会产生新的问题，就是如何及时快速地进行新能源供电和其他形式能源供电之间的快速切换，尤其是当用户本身距离设备具有一定距离，在新能源突然出现无法正常输出能量的情况下，如何进行快速及时的供电切换，以保证供电的持续性和稳定性。

本发明的目的是提供一种可远程控制和切换的充电能源管理系统，其使用超级电容作为能量存储设备，并通过无线控制实现不能形式能量源之间的自由切换，并能解决上面提到的各种问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种可解决可远程控制和切换的充电能源管理系统，具体而言，本发明提供一种可远程控制和切换的充电能源管理系统，其特征在于：所述系统包括超级电容，电动机，无线充电电源，一个或者多个新能源电源，能源管理控制板，其中，能源管理控制板包括能源切换模块和管理模块，管理模块用于控制超级电容的充放电，以及控制能量切换模块，切换无线充电电源和新能源电源以用于给超级电容充电，而超级电容输出电力驱动电动机工作。

进一步地，其特征在于：设置无线充电电源为超级电容主要充电能源，设置新能源电源为辅助充电能源，优先选择无线充电电源给超级电容充电。

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由无线遥控实现。

进一步地，其特征在于：所述系统还包括状态显示灯，电容电量采集模块，光电隔离模块，其中状态显示灯用于显示当前运行模式、当前超级电容电量、电动机启停以及相应的参数状态，并在系统出现问题时通过状态显示灯进行告警，电容电量采集模块用于采集超级电容当前的电量，光电隔离模块设置在管理模块与能源切换模块之间。

进一步地，其特征在于：所述系统还包括遥控器，其包括与能源管理控制板通信的第二无线通讯装置，利用第二无线通讯装置指示管理模块进行电源切换，并且遥控器上还设置有充电按键、全速按键这两个按键以及显示数码管，充电按键、全速按键这两个按键分别对应着充电模块切换指令和全速运行模式切换指令，显示数码管用于显示超级电容充电量。

进一步地，其特征在于：所述切换无线充电电源和新能源电源以用于给超级电容充电包括利用无线充电电源和新能源电源供电接口的电能输入超级电容中进行能量存储的第一充电模式，以及断开无线充电电源，只利用新能源电源充电接口的供电，随时给超级电容充电，并通过超级电容驱动电动机运行的第二充电模式。

进一步地，其特征在于：管理模块包括MCU板，电源管理板，第一无线通讯板和USB接口板。

进一步地，其特征在于：能源切换模块采用MOS电路进行能源切换。

本发明还提供一种模型赛车系统，包括赛车、轨道，其特征在于，还包括上面所述的能源管理系统，用于切换无线充电电源和新能源电源以用于给超级电容充电，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收装置和设置在赛道上的无线充电供电装置。

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，可以通过无线遥控方便的控制切换多路电源输入作为超级电容的能量来源，可接入3种或更多不同的能源同时应用于动力提供，并运用超级电容代替传统电池作为电动机的动力来源，提高能源的转换效率，极大减少充电时间，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，从而有效的提升了电动机的最大扭力。

附图说明：

图1为本发明可远程控制和切换的充电能源管理系统图。

图2为本发明无线遥控器示意图。

具体实施方式：

如图1所示，本发明可远程控制和切换的充电能源管理系统构成如下：

系统包括超级电容，电动机，无线充电电源，新能源电源，能源管理控制板和供电电源。

其中，能源管理控制板包括管理模块，状态显示灯，电容电量采集模块，光电隔离模块，能源切换模块，其中管理模块包括MCU板，电源管理板，第一无线通讯板和USB接口板。

可远程控制和切换的充电能源管理系统的工作原理如下：

能源管理控制板用于选择不同的供电模式，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。

充电模式：此时电动机停止运行，无线充电电源和新能源电源供电接口的电能输入超级电容中进行存储。

全速运行模式：此时电动机按程序中设定的能耗比例使用超级电容输出的电量作为驱动电力，无线充电电源接口的供电断开，新能源电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的无线指令后，由管理模块的第一无线通讯板接收到无线指令，解析之后将指令内容传输给MCU板进行处理，也可以由MCU板根据电动机负荷的需求以及由电容电量采集模块采集到的超级电容的各项参数情况自行决定是否切换模式，将切换信号通过光电隔离模块发送至能源切换模块，进行模式切换，与此同时，工作过程中，第一无线通讯板也可以将当前运行的各种工况参数通过无线通讯网络发送给遥控器或者其他外部装置进行监控和分析，同时管理模块输出当前模式以及相应的参数信息给状态显示灯，利用状态显示灯实时显示当前运行模式、当前超级电容电量、电动机启停等各个参数状态，并在系统出现问题时通过状态显示灯进行告警。

其中，可以设置无线充电电源为超级电容主要充电能源，只要无线充电电源可用，优先选择无线充电电源给超级电容充电，设置新能源电源为辅助充电能源，当无线充电电源不可用时，选择新能源电源给超级电容充电，以及在有充电需求时，随时利用系能源电源对超级电容进行充电，其中无线充电电源和新能源电源均可以包含一种或者多种形式的能量源，当然，也可以设置新能源电源为主要充电能源，设置无线充电电源为辅助充电能源。

其中能源切换模块采用MOS电路进行能源切换，其既可以现更高的切换速度和频率，又消除了切换噪音，MOS电路的型号优选为mosfetirf540。

其中供电电源用于给能源管理控制板供电。

其中USB接口板用于调试和数据输入/输出，以便于进行相应的监控和数据分析。

优选地可远程控制和切换的充电能源管理系统还包括遥控器，遥控器同样包含有MCU板，电源管理板，第二无线通讯板和USB接口板，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，并且遥控器上还设置有充电按键、全速按键这两个按键以及显示数码管，充电按键、全速按键这两个按键分别对应着充电模块切换指令和全速运行模式切换指令，显示数码管用于显示超级电容充电量，优选地，采用无线射频方式传输控制数据，使用简单，传输稳定可靠。

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，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，优选使用5.5V 15F的超级电容。

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电源同时收集能量并向超级电容充电。例如，可以同时使用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。

结合具体实施例，本发明可远程控制和切换的充电能源管理系统的实施方式如下：将本发明中的可远程控制和切换的充电能源管理系统应用至模型赛车中。

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，发出全速运行，即加速指令。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，结束全速运行。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。