CN107171386A - 基于超导合金的快速电动车无线充电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于超导合金的快速电动车无线充电系统。本发明中：包括充电调节控制系统、无线充电发送装置和无线充电接收装置，充电调节控制系统内分为间歇式脉冲充电系统、变电流间歇充电系统和变电压间歇充电系统。本发明通过充电调节控制系统对不同状态下的充电电池进行充电系统调节，使得电池的快速充电方式更加高效；利用内置充电芯片和电池保护芯片对无线充电装置进行充电调节控制，防止出现充电过电压过电流对充电电池造成损伤；利用铌‑钛超导合金进行互感电能交换，大大提高了充电转换效率，同时在铌‑钛超导合金的外层包裹铜‑镍合金，防止芯丝之间的邻近耦合效应和超导合金的电阻散射。
Description
技术领域
本发明属于无线充电技术系统领域，特别是涉及基于超导合金的快速电动车无线充电系统。
背景技术
超导材料，是指具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。合金超导材料是指熔合两种或两种以上的金属元素并形成具有超导电性的超导材料，有27种金属元素是超导的，它们的Hc和Jc比较低。1930年发现的铅-铋(Pb—Bi)共晶合金的Hc2还不到2T。后来又发现数以千计的合金都是具有超导电性的物质，但是，具有实用价值的只有少数几种。具有实用价值的合金超导材料几乎都是铌基合金，主要有铌一锆(Nb—zr)、铌一钛(Nb—Ti)和铌一锆一钛(Nb—Z—Ti)，其成分范围(％)分别为Nb—(25～35)Zr、Nb—(45～55)Ti和Nb—42Zr—10Ti，Tc分别为11～11.5K、9～9.5K和10.3K，在4.2K温度下的Hc2分别为8～9.5T、11.5～12.5T和10.5T，在4.2K5T下的Jc分别为1000A/mm2、3800A/mm2和2800A/mm2，其中Nb—Ti在8T的高磁场下仍然具有1600A/mm2的Jc值。
如今，电动车的已经成为大部分人出行的重要交通工具，电动车的应用及普及使得人们的工作生活更加便捷，但电动车是需要充电的，传统的充电方式，不仅慢，一般需要7-10小时，而且充电转换率低，充电方式不便捷，如何使得电动车的充电效率提高且充电方式更加便捷，成为提高人们出行便捷性的重要过程。
发明内容
本发明的目的在于提供基于超导合金的快速电动车无线充电系统，通过充电调节系统的多种充电方式，以及利用无线充电方式进行充电，同时采用超导合金进行电能转换，从而能够使得电动车的充电效率提高且充电方式更加便捷。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为基于超导合金的快速电动车无线充电系统，包括充电调节控制系统、无线充电发送装置和无线充电接收装置，充电调节控制系统内分为间歇式脉冲充电系统、变电流间歇充电系统和变电压间歇充电系统；充电调节控制系统通过信号触发及模块选择线路分别与间歇式脉冲充电系统、变电流间歇充电系统和变电压间歇充电系统相联；充电调节控制系统通过数据监测及控制调节模块分别与无线充电发送装置和无线充电接收装置相联；无线充电发送装置和无线充电接收装置内都设置有互感线圈结构；互感线圈内包括超导合金材料线圈，超导合金为铌-钛合金，并在铌-钛合金外侧使用铜-镍合金进行密封包裹。
其中，充电调节控制系统通过信号触发及模块选择线路为无线充电过程中，由充电监测装置监测到电池模块的电流电压状态数据，将数据进行分析并传送给充电控制调节系统，充电控制调节系统根据传输来的电压电流数据，触发相应的驱动信号，来驱动选择电路导通相应的充电方式开关电路。
其中，充电调节控制系统内设置内置充电芯片和电池保护芯片：内置充电芯片通过驱动模块分别对无线充电发送装置和无线充电接收装置的动作模块进行驱动，使得无线充电发送装置和无线充电接收装置开始充电动作；电池保护芯片通过限流保护模块分别对无线充电发送装置和无线充电接收装置的充电电流进行限流控制，使得无线充电发送装置和无线充电接收装置的充电电流保持在正常范围内。
其中，间歇式脉冲充电系统包括脉冲电流调节单元和驱动充放电开关管，脉冲电流调节单元对充电方式进行脉冲驱动，驱动充放电开关管对充放电进行开闭控制调节；变电流间歇充电系统包括间歇恒流和定电压充电方式；变电流间歇充电系统前段采用间歇恒流充电方式，变电流间歇充电系统后段采用定电压充电方式；变电压间歇充电系统前段采用间歇恒压充电方式，变电压间歇充电系统后段采用定电压充电方式。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过充电调节控制系统的间歇式脉冲充电系统、变电流间歇充电系统和变电压间歇充电系统对不同状态下的充电电池进行充电系统调节，使得电池的快速充电方式更加高效；
2、本发明利用充电调节控制系统内的内置充电芯片和电池保护芯片，对无线充电装置进行充电调节控制，防止出现充电过电压过电流对充电电池造成损伤；
3、本发明利用铌-钛超导合金进行互感电能交换，大大提高了充电转换效率，同时在铌-钛超导合金的外层包裹铜-镍合金，防止芯丝之间的邻近耦合效应和超导合金的电阻散射。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的于超导合金的快速电动车无线充电系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅附图1所示，本发明为基于超导合金的快速电动车无线充电系统，包括充电调节控制系统、无线充电发送装置和无线充电接收装置，充电调节控制系统内分为间歇式脉冲充电系统、变电流间歇充电系统和变电压间歇充电系统；充电调节控制系统通过信号触发及模块选择线路分别与间歇式脉冲充电系统、变电流间歇充电系统和变电压间歇充电系统相联；充电调节控制系统通过数据监测及控制调节模块分别与无线充电发送装置和无线充电接收装置相联；无线充电发送装置和无线充电接收装置内都设置有互感线圈结构；互感线圈内包括超导合金材料线圈，超导合金为铌-钛合金，并在铌-钛合金外侧使用铜-镍合金进行密封包裹。
进一步的，充电调节控制系统通过信号触发及模块选择线路为无线充电过程中，由充电监测装置监测到电池模块的电流电压状态数据，将数据进行分析并传送给充电控制调节系统，充电控制调节系统根据传输来的电压电流数据，触发相应的驱动信号，来驱动选择电路导通相应的充电方式开关电路。
进一步的，充电调节控制系统内设置内置充电芯片和电池保护芯片：内置充电芯片通过驱动模块分别对无线充电发送装置和无线充电接收装置的动作模块进行驱动，使得无线充电发送装置和无线充电接收装置开始充电动作；电池保护芯片通过限流保护模块分别对无线充电发送装置和无线充电接收装置的充电电流进行限流控制，使得无线充电发送装置和无线充电接收装置的充电电流保持在正常范围内。
进一步的，间歇式脉冲充电系统包括脉冲电流调节单元和驱动充放电开关管，脉冲电流调节单元对充电方式进行脉冲驱动，驱动充放电开关管对充放电进行开闭控制调节；变电流间歇充电系统包括间歇恒流和定电压充电方式；变电流间歇充电系统前段采用间歇恒流充电方式，变电流间歇充电系统后段采用定电压充电方式；变电压间歇充电系统前段采用间歇恒压充电方式，变电压间歇充电系统后段采用定电压充电方式。
更进一步的对本发明进行阐释和说明：
充电调节控制系统监测无线充电发送装置和无线充电接收装置，对充电过程进行监测分析，并判断出当前最适宜的充电方式，并通过相应的调节选择电路进行充电系统的选择。
为了防止芯丝之间的邻近耦合效应，用铜一镍合金或铜一锰合金取代部分高纯铜，铜一镍具有电阻散射的效果，锰具有自旋倒转散射的效果。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (4)
1.基于超导合金的快速电动车无线充电系统，包括充电调节控制系统、无线充电发送装置和无线充电接收装置，其特征在于：
所述充电调节控制系统内分为间歇式脉冲充电系统、变电流间歇充电系统和变电压间歇充电系统；
所述充电调节控制系统通过信号触发及模块选择线路分别与间歇式脉冲充电系统、变电流间歇充电系统和变电压间歇充电系统相联；
所述充电调节控制系统通过数据监测及控制调节模块分别与无线充电发送装置和无线充电接收装置相联；
所述无线充电发送装置和无线充电接收装置内都设置有互感线圈结构；
所述互感线圈内包括超导合金材料线圈，超导合金为铌-钛合金，并在铌-钛合金外侧使用铜-镍合金进行密封包裹。
2.根据权利要求1所述的基于超导合金的快速电动车无线充电系统，其特征在于：
所述充电调节控制系统通过信号触发及模块选择线路为无线充电过程中，由充电监测装置监测到电池模块的电流电压状态数据，将数据进行分析并传送给充电控制调节系统，所述充电控制调节系统根据传输来的电压电流数据，触发相应的驱动信号，来驱动选择电路导通相应的充电方式开关电路。
3.根据权利要求1所述的基于超导合金的快速电动车无线充电系统，其特征在于：
所述充电调节控制系统内设置内置充电芯片和电池保护芯片：
所述内置充电芯片通过驱动模块分别对无线充电发送装置和无线充电接收装置的动作模块进行驱动，使得无线充电发送装置和无线充电接收装置开始充电动作；
所述电池保护芯片通过限流保护模块分别对无线充电发送装置和无线充电接收装置的充电电流进行限流控制，使得无线充电发送装置和无线充电接收装置的充电电流保持在正常范围内。
4.根据权利要求1所述的基于超导合金的快速电动车无线充电系统，其特征在于：
所述间歇式脉冲充电系统包括脉冲电流调节单元和驱动充放电开关管，所述脉冲电流调节单元对充电方式进行脉冲驱动，所述驱动充放电开关管对充放电进行开闭控制调节；
所述变电流间歇充电系统包括间歇恒流和定电压充电方式；
所述变电流间歇充电系统前段采用间歇恒流充电方式，所述变电流间歇充电系统后段采用定电压充电方式；
所述变电压间歇充电系统前段采用间歇恒压充电方式，所述变电压间歇充电系统后段采用定电压充电方式。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170915 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |