CN201558543U - 一种超电容玩具电动赛车及其led电量指示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超电容玩具电动赛车及其LED电量指示装置。其特征在于玩具电动赛车由车身、车轮、底盘、电机(1)、超电容组(2)、LED电量指示装置(3)、转向装置及中央控制***(4)组成；赛车采用2～3个有机体系超级电容器单体串联而成的超电容组(2)作为动力电源，超级电容器单体电压范围在2.0～3.0V之间，容量范围在10F～300F之间；超电容组(2)直接固定在赛车车厢内，从超电容组(2)的正负极分别引出两组导线，一组与赛车中央控制***(4)及电机(1)相连，另一组与固定在车尾的两块金属导电板(5)相连，金属导电板(5)与座卡式充电器相配合用于给赛车快速充电；采用LED电量指示装置(3)实时监测超电容组(2)容量变化，用焊锡将LED电量指示装置(3)的引线与超电容组(2)正负极相连，固定在车厢尾部后挡风玻璃前。该玩具电动赛车充电速度极快，能在5～60秒内充满电，功率输出性能突出，动力强劲，所使用的超电容组循环寿命高到十万次以上，抗过充性能好，充放电效率高，免维护，是一种绿色、节能且性能优异的玩具电动赛车。

Description

一种超电容玩具电动赛车及其LED电量指示装置

技术领域

本实用新型涉及一种超电容玩具电动赛车及其LED电量指示装置，属于玩具赛车电源技术领域。

背景技术

超级电容器(Supercapacitors，Ultracapacitors)也被称为电化学电容器(Electrochemical Capacitor，EC)，是一种新型的电能存储装置，具有超级储电能力，可提供强大的脉冲功率的二次电源。双电层电容器是最常见的一种超级电容器，通过极化电解质来储能，即在两个无反应活性的多孔电极板上施加电压，正极板吸引电解质中的负离子，负极板吸引正离子，从而形成两个容性存储层。该储能过程并不发生化学反应，而且是高度可逆的，因此双电层超级电容器可以反复充放电数十万次，充放电速度极快，充放电效率很高。与二次电池相比，它节能、绿色安全且高低温性能突出(可在-40～70℃范围内存储电能)，是一种非常理想的小容量二次电源。

当前，普通玩具电动赛车的动力电源一般选择4～6个5号镍氢电池或镍镉电池串联而成的电池组，电池组电压为4.8V或7.2V，容量从500mAh到1000mAh不等，用输出电流为250mA的电源适配器充电，一般需要充2～4个小时，赛车每进行几次比赛就需要更换电池组或进行长时间的充电等待。此外，镍氢电池或镍镉电池重量较大，会大大增加赛车的载重负荷；其在大电流环境下约300周的循环寿命，又使得赛车必须频繁更换电池组。

为解决玩具电动赛车的电源问题，实用新型“一种电动玩具赛车及玩具赛车跑道”(专利号：02251534.8)公开了一种电动玩具赛车及玩具赛车跑道，该实用新型的玩具赛车设置了一端同赛车上的电器连接，另一端同赛车体外的电源或已经同电源接通的导电体电接触的电刷。这样，该无车载电源的电动玩具赛车就可直接利用赛车体外的电能，避免了赛车使用电池时电能不足，可能污染环境的问题。且为了使该赛车能够长时间行驶，该实用新型还通过凹槽形的循环跑道限制赛车的同时也限制了电刷的接触表面的运动轨迹，然后根据该轨迹在跑道设置了由导电材料制成并且同电源接通的导电轨，这样，赛车上的电动机就会通过电刷和导电轨同电源接通从而带动赛车周而复始地在跑道上行驶。但这种设计就不是真正意义上的赛车了，赛车的灵活性、竞赛性和娱乐性已经消失殆尽。

因为超级电容器组具有非常优异的大电流充放电能力，且充放电效率、循环寿命、安全稳定性能优于当前任何一种二次电池，所以若选择超电容组作为玩具电动赛车的动力电源，将可以实现赛车在几十秒钟这样极短的时间内完成充电，同时赋予赛车优异的动力性能。本实用新型采用由2～3个有机体系超级电容器串联而成的超电容组作为玩具电动赛车的动力电源，同时设计了简单且可以准确指示超电容组电量的LED指示装置，使之真正成为一款是绿色、节能且动力和机动性能优异的玩具电动赛车。

发明内容

本实用新型涉及的一种超电容玩具电动赛车及其LED电量指示装置，采用由有机体系超级电容器单体串联而成的超电容组作为动力电源，同时设计了简单的LED电量指示装置和座卡式充电结构，解决了玩具电动赛车最为关键的电源和快速充电问题，并且是一款真正意义上的绿色、节能型环保电动赛车。

该超电容玩具电动赛车由车身、车轮、底盘、电机、超电容组、LED电量指示装置、转向装置及中央控制***等组成；赛车采用2～3个有机体系超级电容器单体串联而成的超电容组作为动力电源，超级电容器单体的电压上限值在2.0～3.0V之间，电容范围在10F～300F之间；超电容组直接固定在赛车车厢内，从超电容组的正负极分别引出两组导线，一组与赛车中央控制***及电机相连，另一组与固定在车尾的两块金属导电板相连，金属导电板与座卡式充电器相配合用于给赛车快速充电；采用LED电量指示装置实时监测超电容组容量变化，用焊锡将LED电量指示装置的引线与超电容组正负极相连，固定在车厢尾部后挡风玻璃前。

LED电量指示装置是由相同数量的红色发光二极管和普通二极管经过串并联组成，利用二极管正向压降在一定条件下基本恒定的特点，以红色发光二极管的导通电压1.8V为基准电压，普通二极管的导通电压0.7V作为电压梯度，两者串联成一个单元，当单元电压在1.8V基础上增加0.7V，红色发光二极管就会导通亮起，将此单元与另一个红色发光二极管并联后再与一个普通二极管串联，则当电压再上升0.7V时，并联的第二个红色发光二极管导通亮起，以此类推，以后电压每上升0.7V，就会有一个发光二极管亮起，达到指示超电容组电压的目的；超级电容器的电量与其电压成正比，从而实现对超电容组电量的指示。

若LED电量指示装置采用5个红色发光二极管来指示，则能够指示2.5～5.3V范围内电压变化，即可以用来指示由两个有机体系超级电容器串联组成的超电容组的电量情况；若LED电量指示装置采用9个红色发光二极管来指示，则能够指示2.5～8.1V范围内电压变化，即可以用来指示由三个有机体系超级电容器串联组成的超电容组的电量情况；当电压低于2.5V，则红色发光二极管全部熄灭，说明超电容组的电量不足，需要补充电量。

座卡式充电器由座卡和电源适配器组成，座卡内部尺寸需与玩具赛车尺寸匹配，座卡底部固定有两个弹簧片，分别与电源适配器的正负极相连，两个弹簧片的间距与固定在赛车车尾的两块金属导电板的间距相等，当赛车卡入座卡，两个弹簧片依靠赛车自身重力与两块金属导电板顶紧，保证赛车上的超电容组与输出直流电的电源适配器相导通；座卡式充电器所用的电源适配器的输出电压是5～10V，输出电流范围是1A～50A，输出电流值应小于超电容组的最大限制电流。

有益效果：

本实用新型设计了一种利用超电容组作为动力电源的玩具电动赛车，并为其设计了结构简单，电路可靠，成本低廉，自身耗电小的LED电量指示装置，同时设计了使用方便快捷的座卡式充电装置，可以保证玩具电动赛车在几十秒内快速而准确地充满电量，并且非常的绿色、节能。

附图说明

图1为玩具电动赛车电源***连接原理图。

其中：1-电机、2-超电容组、3-LED电量指示装置、4-中央控制***、5-导电板。

图2为电压指示范围为2.5～5.3V的LED电量指示装置电路示意图。

具体实施方式一

赛车由车身、车轮、底盘、电机、超电容组、LED电量指示装置、转向装置及中央控制***等组成；赛车采用2个有机体系超级电容器单体串联而成的超电容组作为动力电源，超级电容器单体的电压上限值是2.7V，电容量100F，则串联后的超电容组电压上限值为5.4V；超电容组直接固定在赛车车厢内，从超电容组的正负极分别引出两组导线，一组与赛车中央控制***及电机相连，另一组与固定在车尾的两块金属导电板相连，金属导电板与座卡式充电器相配合用于给赛车快速充电；采用LED电量指示装置实时监测超电容组容量变化，用焊锡将LED电量指示装置的引线与超电容组正负极相连，固定在车厢尾部后挡风玻璃前。

LED电量指示装置是由5个红色的发光二极管、5个普通二极管、5个1K欧姆的电阻经过串并联组成，可指示2.5～5.3V的电压范围，当5个红色发光二极管全部亮起，表示超电容组电量已经充满；当5个发光二极管全部熄灭，说明超电容组电压低于2.5V，超电容组的电量不足，需要补充电量。

座卡式充电器由座卡和电源适配器组成，座卡内部尺寸需与玩具赛车尺寸匹配，座卡底部固定有两个弹簧片，分别与电源适配器的正负极相连，两个弹簧片的间距与固定在赛车车尾的两块金属导电板的间距相等，当赛车卡入座卡，两个弹簧片依靠赛车自身重力与两块金属导电板顶紧，保证赛车上的超电容组与输出直流电的电源适配器相导通；座卡式充电器所用的电源适配器的输出电压是6V，输出的直流电大小是8A，利用这个电流给超电容玩具电动赛车充电，仅需30秒就可将超电容组充满电，此时LED电量显示装置上的5个红色发光二极管全部亮起。

具体实施方式二

赛车由车身、车轮、底盘、电机、超电容组、LED电量指示装置、转向装置及中央控制***等组成；赛车采用3个有机体系超级电容器单体串联而成的超电容组作为动力电源，超级电容器单体的电压上限值是2.5V，电容量150F，则串联后的超电容组电压上限值为7.5V；超电容组直接固定在赛车车厢内，从超电容组的正负极分别引出两组导线，一组与赛车中央控制***及电机相连，另一组与固定在车尾的两块金属导电板相连，金属导电板与座卡式充电器相配合用于给赛车快速充电；采用LED电量指示装置实时监测超电容组容量变化，用焊锡将LED电量指示装置的引线与超电容组正负极相连，固定在车厢尾部后挡风玻璃前。

LED电量指示装置是由9个红色的发光二极管、9个普通二极管、9个1K欧姆的电阻经过串并联组成，可指示2.5～8.1V的电压范围，当9个红色发光二极管全部亮起，表示超电容组电量已经充满；当9个发光二极管全部熄灭，说明超电容组电压低于2.5V，超电容组的电量不足，需要补充电量。

座卡式充电器由座卡和电源适配器组成，座卡内部尺寸需与玩具赛车尺寸匹配，座卡底部固定有两个弹簧片，分别与电源适配器的正负极相连，两个弹簧片的间距与固定在赛车车尾的两块金属导电板的间距相等，当赛车卡入座卡，两个弹簧片依靠赛车自身重力与两块金属导电板顶紧，保证赛车上的超电容组与输出直流电的电源适配器相导通；座卡式充电器所用的电源适配器的输出电压是8V，输出的直流电大小是12A，利用这个电流给超电容玩具电动赛车充电，也仅需30秒就可将超电容组充满电，此时LED电量显示装置上的9个红色发光二极管全部亮起。

Claims (3)

1.一种超电容玩具电动赛车及其LED电量指示装置，其特征在于玩具电动赛车由车身、车轮、底盘、电机(1)、超电容组(2)、LED电量指示装置(3)、转向装置及中央控制***(4)组成；赛车采用2～3个有机体系超级电容器单体串联而成的超电容组(2)作为动力电源，超级电容器单体的电压范围在2.0～3.0V之间，电容范围在10F～300F之间；超电容组(2)直接固定在赛车车厢内，从超电容组(2)的正负极分别引出两组导线，一组与赛车中央控制***(4)及电机(1)相连，另一组与固定在车尾的两块金属导电板(5)相连，金属导电板(5)与座卡式充电器相配合用于给赛车快速充电；采用LED电量指示装置(3)实时监测超电容组(2)容量变化，用焊锡将LED电量指示装置(3)的引线与超电容组(2)正负极相连，固定在车厢尾部后挡风玻璃前。

2.根据权利要求1所述的一种超电容玩具电动赛车及其LED电量指示装置，其中的LED电量指示装置(3)由数量相同的红色发光二极管、普通二极管及电阻经过串并联构成，利用二极管正向压降在一定条件下基本恒定的特点，以红色发光二极管的导通电压1.8V为基准电压，普通二极管的导通电压0.7V作为电压梯度，两者串联成一个单元，当单元电压在1.8V基础上增加0.7V，红色发光二极管就会导通亮起，将此单元与另一个红色发光二极管并联后再与一个普通二极管串联，则当电压再上升0.7V时，并联的第二个红色发光二极管导通亮起，以此类推，以后电压每上升0.7V，就会有一个发光二极管亮起，达到指示超电容组电压的目的；超级电容器的电量与其电压成正比，从而实现对超电容组电量的指示。

3.根据权利要求1所述的一种超电容玩具电动赛车及其LED电量指示装置，其中的座卡式充电器由座卡和电源适配器组成，座卡里面固定有两个弹簧片，分别与电源适配器的正负极相连，两个弹簧片的间距与固定在赛车车尾的两块金属导电板(5)的间距相等，当赛车卡入座卡，两个弹簧片依靠赛车自身重力与两块金属导电板(5)顶紧，保证赛车上的超电容组(2)与输出直流电的电源适配器相导通；座卡式充电器所用的电源适配器的输出电压是5～10V，输出电流范围是1A～50A。

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