[發明專利]基于超導合金的快速電動車無線充電系統

在審

• 申請號: 201710413428.2
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN107171386A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 曹明軍
• 申請（專利權）人: 安徽同帆新能源機車科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;B60L11/18
• 代理公司: 溫州知遠專利代理事務所(特殊普通合伙)33262
• 代理人: 湯時達

技術領域

本發明屬于無線充電技術系統領域，特別是涉及基于超導合金的快速電動車無線充電系統。

背景技術

超導材料，是指具有在一定的低溫條件下呈現出電阻等于零以及排斥磁力線的性質的材料。合金超導材料是指熔合兩種或兩種以上的金屬元素并形成具有超導電性的超導材料，有27種金屬元素是超導的，它們的Hc和Jc比較低。1930年發現的鉛-鉍(Pb—Bi)共晶合金的Hc2還不到2T。后來又發現數以千計的合金都是具有超導電性的物質，但是，具有實用價值的只有少數幾種。具有實用價值的合金超導材料幾乎都是鈮基合金，主要有鈮一鋯(Nb—zr)、鈮一鈦(Nb—Ti)和鈮一鋯一鈦(Nb—Z—Ti)，其成分范圍(％)分別為Nb—(25～35)Zr、Nb—(45～55)Ti和Nb—42Zr—10Ti，Tc分別為11～11.5K、9～9.5K和10.3K，在4.2K溫度下的Hc2分別為8～9.5T、11.5～12.5T和10.5T，在4.2K5T下的Jc分別為1000A/mm2、3800A/mm2和2800A/mm2，其中Nb—Ti在8T的高磁場下仍然具有1600A/mm2的Jc值。

如今，電動車的已經成為大部分人出行的重要交通工具，電動車的應用及普及使得人們的工作生活更加便捷，但電動車是需要充電的，傳統的充電方式，不僅慢，一般需要7-10小時，而且充電轉換率低，充電方式不便捷，如何使得電動車的充電效率提高且充電方式更加便捷，成為提高人們出行便捷性的重要過程。

發明內容

本發明的目的在于提供基于超導合金的快速電動車無線充電系統，通過充電調節系統的多種充電方式，以及利用無線充電方式進行充電，同時采用超導合金進行電能轉換，從而能夠使得電動車的充電效率提高且充電方式更加便捷。

為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明為基于超導合金的快速電動車無線充電系統，包括充電調節控制系統、無線充電發送裝置和無線充電接收裝置，充電調節控制系統內分為間歇式脈沖充電系統、變電流間歇充電系統和變電壓間歇充電系統；充電調節控制系統通過信號觸發及模塊選擇線路分別與間歇式脈沖充電系統、變電流間歇充電系統和變電壓間歇充電系統相聯；充電調節控制系統通過數據監測及控制調節模塊分別與無線充電發送裝置和無線充電接收裝置相聯；無線充電發送裝置和無線充電接收裝置內都設置有互感線圈結構；互感線圈內包括超導合金材料線圈，超導合金為鈮-鈦合金，并在鈮-鈦合金外側使用銅-鎳合金進行密封包裹。

其中，充電調節控制系統通過信號觸發及模塊選擇線路為無線充電過程中，由充電監測裝置監測到電池模塊的電流電壓狀態數據，將數據進行分析并傳送給充電控制調節系統，充電控制調節系統根據傳輸來的電壓電流數據，觸發相應的驅動信號，來驅動選擇電路導通相應的充電方式開關電路。

其中，充電調節控制系統內設置內置充電芯片和電池保護芯片：內置充電芯片通過驅動模塊分別對無線充電發送裝置和無線充電接收裝置的動作模塊進行驅動，使得無線充電發送裝置和無線充電接收裝置開始充電動作；電池保護芯片通過限流保護模塊分別對無線充電發送裝置和無線充電接收裝置的充電電流進行限流控制，使得無線充電發送裝置和無線充電接收裝置的充電電流保持在正常范圍內。

其中，間歇式脈沖充電系統包括脈沖電流調節單元和驅動充放電開關管，脈沖電流調節單元對充電方式進行脈沖驅動，驅動充放電開關管對充放電進行開閉控制調節；變電流間歇充電系統包括間歇恒流和定電壓充電方式；變電流間歇充電系統前段采用間歇恒流充電方式，變電流間歇充電系統后段采用定電壓充電方式；變電壓間歇充電系統前段采用間歇恒壓充電方式，變電壓間歇充電系統后段采用定電壓充電方式。

本發明具有以下有益效果：

1、本發明通過充電調節控制系統的間歇式脈沖充電系統、變電流間歇充電系統和變電壓間歇充電系統對不同狀態下的充電電池進行充電系統調節，使得電池的快速充電方式更加高效；

2、本發明利用充電調節控制系統內的內置充電芯片和電池保護芯片，對無線充電裝置進行充電調節控制，防止出現充電過電壓過電流對充電電池造成損傷；

3、本發明利用鈮-鈦超導合金進行互感電能交換，大大提高了充電轉換效率，同時在鈮-鈦超導合金的外層包裹銅-鎳合金，防止芯絲之間的鄰近耦合效應和超導合金的電阻散射。

當然，實施本發明的任一產品并不一定需要同時達到以上所述的所有優點。

附圖說明