2018 年 TI 杯大学生电子设计竞赛 C 题：无线充电电动小车（本科） 1. 任务 设计并制作一个无线充电电动车，包括无线充电装置一套。电动小车机械部分可采用成 品四轮玩具车改制。外形尺寸不大于 30cm×26cm，高度重量不限。 2．要求 （1）制作一套无线充电装置，其发射器线圈放置在路面。发射器采用具有恒流恒压模式 自动切换的直流稳压电源供电，供电电压为 5V，供电电流不大于 1A。无线充电接收器安装 （10 分） 在小车底盘上。每次充电时间限定 1 分钟。 （2）制作一个无线充电电动车。电动车使用适当容量超级电容（法拉电容）储能，经 水平直线行驶，直至能量耗尽，行驶距离不小于 1m。 DC-DC 变换给电动车供电。车上不得采用电池等其他储能供电器件。 （10 分） （3）充电 1 分钟后，当电动车检测到无线充电发射器停止充电时，立即自行启动，向前 （20 分） （4）充电 1 分钟后，电动车沿倾斜木工板路面直线爬坡行驶，路面长度不大于 1m，斜 坡倾斜角度θ自定。综合多方因素设计，使电动车在每次充电 1 分钟后，电动车爬升高度 h=lsinθ 最大。式中 l 为小车直线行驶的距离。 （50 分） （5）其他。 （6）设计报告： （10 分） （20 分） 项目 主要内容 满分 方案论证 比较与选择，方案描述 理论分析与计算 系统相关参数设计 电路与程序设计 系统组成，原理框图与各部分的电路图，系统 软件与流程图 测试方案与测试结果 测试结果完整性，测试结果分析 3 5 5 5 设计报告结构及规范性 摘要，正文结构规范，图表的完整与准确性。 2 总分 20 3．说明 （1）DC-DC 变换建议采用 TI 公司 TPS63020 芯片。 （2）超级电容的容量可根据充电器在 1 分钟时间充入的电荷量及小车行驶所需电流、时 间和重量等因素综合考虑。 （3）行驶距离以小车后轮触地点为定位点。倾斜坡度θ自定。 （4）测试时，要求小车先充电、放电运行数次。保证测试时，小车无预先额外储能。以 保证测试公平性。正式测试允许运行两次，取最好成绩记录。违规车辆不予测试。 C-1 

（5）无线充电电动车是一个比较复杂的工程问题，通过提高充、放电效率，减轻车重， 优化电机驱动，适当选取超级电容（法拉电容）容量及路面倾斜角度θ等，提高电动车的爬升 高度。 （6）通过设置直流稳压电源的输出电压为 5V，最大输出电流为 1A，确保发射器供电为 5V，电流不大于 1A。 （7）路面倾斜角度θ可以采用具有角度测量功能 APP（如“指南针”）的手机，平放在斜 坡上测量。 C-2