基於超導合金的快速電動車無線充電系統的製作方法

2023-06-08 17:30:46

本發明屬於無線充電技術系統領域，特別是涉及基於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於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並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。後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)，其成分範圍(％)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。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供基於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，同時採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：

本發明為基於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衝充電系統、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衝充電系統、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，並在鈮-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，將數據進行分析並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晶片和電池保護晶片：內置充電晶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；電池保護晶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範圍內。

其中，間歇式脈衝充電系統包括脈衝電流調節單元和驅動充放電開關管，脈衝電流調節單元對充電方式進行脈衝驅動，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恆流和定電壓充電方式；變電流間歇充電系統前段採用間歇恆流充電方式，變電流間歇充電系統後段採用定電壓充電方式；變電壓間歇充電系統前段採用間歇恆壓充電方式，變電壓間歇充電系統後段採用定電壓充電方式。

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衝充電系統、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晶片和電池保護晶片，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並不一定需要同時達到以上所述的所有優點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明的於超導合金的快速電動車無線充電系統結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。

請參閱附圖1所示，本發明為基於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衝充電系統、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衝充電系統、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，並在鈮-鈦合金外側使用銅-鎳合金進行密封包裹。

進一步的，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，將數據進行分析並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。

進一步的，充電調節控制系統內設置內置充電晶片和電池保護晶片：內置充電晶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；電池保護晶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範圍內。

進一步的，間歇式脈衝充電系統包括脈衝電流調節單元和驅動充放電開關管，脈衝電流調節單元對充電方式進行脈衝驅動，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恆流和定電壓充電方式；變電流間歇充電系統前段採用間歇恆流充電方式，變電流間歇充電系統後段採用定電壓充電方式；變電壓間歇充電系統前段採用間歇恆壓充電方式，變電壓間歇充電系統後段採用定電壓充電方式。

更進一步的對本發明進行闡釋和說明：

充電調節控制系統監測無線充電發送裝置和無線充電接收裝置，對充電過程進行監測分析，並判斷出當前最適宜的充電方式，並通過相應的調節選擇電路進行充電系統的選擇。

為了防止芯絲之間的鄰近耦合效應，用銅一鎳合金或銅一錳合金取代部分高純銅，銅一鎳具有電阻散射的效果，錳具有自旋倒轉散射的效果。

在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「示例」、「具體示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

以上公開的本發明優選實施例只是用於幫助闡述本發明。優選實施例並沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該發明僅為所述的具體實施方式。顯然，根據本說明書的內容，可作很多的修改和變化。本說明書選取並具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地理解和利用本發明。本發明僅受權利要求書及其全部範圍和等效物的限制。