超导发射型电动车无线充电系统技术方案

本发明专利技术涉及一种超导发射型电动车无线充电系统，包括：超导发射装置、接收装置和智能调控中心；所述智能调控中心与超导发射装置、超导接收装置连接；所述超导发射装置包括相互连接的超导无线电能发射轨道、失超保护单元、发射端频率跟踪及调控电路单元、发射端车速及位置检测通信单元和电源；所述接收装置包括相互连接的无线电能接收器、接收端频率跟踪及调控电路单元、接收端车速及位置检测通信单元、电动车、动力电池、车辆能量管理单元、整流滤波单元和生物安全保护单元。本发明专利技术适用于电动车在行驶移动过程中无线充电工作，也适用于电动车在停泊静止状态的无线充电工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线能量传输领域，更具体地说，涉及一种超导发射型电动车无线充电系统。
技术介绍
电动车在节能和环保方面的优势是燃油车辆所无法比拟的，众所周知，燃油车辆废气中的CO、HC(碳氢化合物)、NOX、微粒和臭气等污染物易形成酸雨、酸雾及光化学烟雾。电动车由于不采用内燃机，所以不会直接产生废气污染，对城市环境保护十分有益，能够有效地减少城市PM2.5、PM10等带来的系列危害；另外，电动车无燃油车辆内燃机产生的噪声，电动机的噪声也小于内燃机。针对电动车的独特优势，世界各国车辆制造商纷纷将目光投向电动车。电动车目前还存在一些瓶颈问题，如：续航能力较低、充电不十分方便。因此，如何解决电动车的快速安全充电问题显得十分重要。传统的接触式充电采用插头和插座的金属接触物来导电，存在易产生火花、灵活性较差等问题。当前采用的有线充电桩模式也存在户外充电桩易受侵害、电线牵绊与老化漏电等安全问题，以及人工值守的管理问题。无线充电是以电磁场为媒介实现电能的传递，与接触式充电方式相比较，采用无线充电显得更安全、无火花和无触电危险，无机构损耗，可适应多种恶劣天气和环境。由于无线充电效率取决于发射与接收线圈本身的电阻，线圈电阻越小，其能量无线传输效率越高。超导材料具有直流零电阻、交流低损耗的特征，因此采用超导材料用于电动车无线充电领域具有潜在优势，以及优越的充电效率。
技术实现思路
针对目前的电动车充电系统存在的问题，本专利技术提供一种超导发射型电动车无线充电系统，达到优化提升电动车的充电效率及综合性能。本专利技术超导发射型电动车无线充电系统以实现的具体技术方案包括：超导发射装置Ⅰ、接收装置Ⅱ、智能调控中心Ⅲ；所述超导发射装置Ⅰ包括：超导无线电能发射轨道、失超保护单元、发射端频率跟踪及调控电路单元、发射端车速及位置检测通信单元、电源；所述接收装置Ⅱ包括：无线电能接收器、接收端频率跟踪及调控电路单元、接收端车速及位置检测通信单元、电动车、动力电池、车辆能量管理单元、整流滤波单元、生物安全保护单元。上述方案中，所述超导无线电能发射轨道由多个超导无线电能发射器沿电动车行驶的地表下面串联或并联构成；所述超导无线电能发射器包括：超导无线电能发射线圈、低温系统、温度传感器；所述超导无线电能发射线圈包括：螺旋管形超导线圈L1、环形超导线圈、超导电容器、电流输入线。上述方案中，所述的超导无线电能发射器的低温系统包括：超低温度多级制冷机、一级冷头、二级冷头、超导线圈上端导冷盘、超导线圈下端导冷盘、导冷杆、导冷片、导冷内筒、导冷外筒、线圈导冷骨架、冷屏蔽屏、真空多层绝热腔体、导冷软连接机构、低温胶、真空源；所述超导线圈L1绕制在导冷骨架上，在部分超导线圈之间布置有导冷片；在超导线圈L1内侧有导冷内筒；在超导线圈L1外侧有导冷外筒；在导冷外筒四周有导冷杆；在超导线圈L1上端有上端导冷盘；在超导线圈L1下端有下端导冷盘；在超导线圈L1外侧有温度传感器；超导线圈L1的导冷片分别与线圈导冷骨架、导冷内筒、导冷外筒相连接；导冷外筒与导冷杆相连接，导冷杆分别与上端导冷盘、下端导冷盘相连接；所述一级冷头、二级冷头与超低温多级制冷机相连接；下端导冷盘的一端面通过低温胶与超导线圈L1导冷骨架相连接；下端导冷盘的另一端面通过导冷软连接机构与二级冷头相连接；二级冷头通过导冷盘、导冷杆、导冷内筒、导冷外筒、导冷片、导冷软连接机构、低温胶共同构成的导冷结构对超导线圈产生制冷低温效果；所述一级冷头对冷屏蔽屏、电流引线产生制冷低温效果。所述超导无线电能发射线圈L1的外侧面有冷屏蔽屏；所述冷屏蔽屏的外侧是真空多层绝热腔体；所述真空多层绝热腔体通过管道与真空源相连接。上述方案中，所述无线电能接收器安装在电动车的底部；所述无线电能接收器包括：接收谐振线圈L2、接收谐振线圈L3、接收感应线圈L4、超介质材料板、多个纯铁棒材料、高度可调节垫片；所述接收谐振线圈L2、接收谐振线圈L3紧密相连并装配在同一平面；在接收谐振线圈L2、接收谐振线圈L3上面装配有多个纯铁棒材料；所述超介质材料板一端面通过高度调节垫片与多个铁棒材料一端面相连接；所述接收感应线圈L4通过高度可调节垫片与超介质材料板另一端面相连接；接收感应线圈L4外侧面有线圈板。上述方案中，所述超导发射装置Ⅰ的车速及位置检测通信单元、发射端频率跟踪及调控电路单元、失超保护单元均装配在超导无线电能发射器侧面；所述车速及位置检测通信单元包括：激光检测电动车速度及位置装置、无线通信或有线通信装置；所述发射端频率跟踪及调控电路单元包括：超导发射线圈的电流或电压检测装置、超导发射线圈的谐振频率调控电路；所述超导发射线圈的电流或电压检测装置连接在超导发射线圈电路中；所述超导发射线圈的谐振频率调控电路包括：超导低温电容器C1、可自动调控电容器C0、超导发射线圈L1；所述超导低温电容器C1的一端与超导线圈L1一端相连接；超导低温电容器C1的另一端与可自动调控电容器C0的一端、供给电源电路一端相连接；超导发射线圈另一端与可自动调控电容器C0另一端、供给电源电路另一端相连接；共同构成超导发射端频率跟踪及调控主要电路单元。上述方案中，所述超导发射型电动车无线充电系统，所述超导发射装置Ⅰ的失超保护单元包括：温度传感器、失超检测系统、失超内保护、失超外保护；所述温度传感器装配在超导线圈L1的外侧；所述失超检测系统包括：桥路电压平衡检测法、光纤和超声发射检测法。所述失超内保护主要采用依靠低温系统的直接导冷结构，将热量传递给制冷机，防止超导线圈L1温升过大；所述失超外保护主要将超导线圈L1的能量释放到低温容器之外，包括采用并联电阻法、振荡回路法、变压器法、分段外接电阻法。上述方案中，所述超导发射型电动车无线充电系统的装置，所述接收装置Ⅱ中的无线电能接收器旁配有接收端频率跟踪及调控电路单元、接收端车速及位置检测通信单元；所述接收端频率跟踪及调控电路单元包括：接收端线圈的谐振频率调控电路；所述接收线圈的谐振频率调控电路包括：接收谐振线圈L2与可自动调控电容器C2相并联接；接收谐振线圈L3与可自动调控电容器C3相并联接；接收感应线圈L4的一端与可自动调控电容器C4相连接；可自动调控电容器C4另一端与可自动调控电阻R4相连接；可自动调控电阻R4另一端与负载R一端相连接；负载R另一端与接收感应线圈L4另一端相连接；在接收感应线圈L4电路中装配有电压或电流检测装置；以上共同构成接收端线圈的频率跟踪及调控主要电路单元；接收端的车速及位置检测通信单元与发射端的车速及位置检测通信单元相工作对应，并采用无线或有线方式相通信联络。上述方案中，所述超导发射型电动车无线充电系统，所述智能调控中心Ⅲ与超导发射装置Ⅰ中的超导无线电能发射轨道中的各个超导无线电能发射器相连接，与失超保护单元相连接，与发射端频率跟踪及调控电路单元相连接，与发射端车速及位置检测通信单元相连接，与电源相连接，与发射端调控电路相连接；所述发射端调控电路包括：整流单元、功率因数校正单元、逆变单元、发射端阻抗变换单元。上述方案中，所述超导发射型电动车无线充电系统，所述智能调控中心Ⅲ与接收装置Ⅱ的无线电能接收器相连接，与接收端频率跟踪及调控电路单元相连接，与接收端车速及位置检测通信单元相连接，与电动车及显示仪表、操纵开关相连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超导发射型电动车无线充电系统，其特征在于，包括：超导发射装置、接收装置和智能调控中心；所述智能调控中心与超导发射装置、超导接收装置连接；所述超导发射装置包括相互连接的超导无线电能发射轨道、失超保护单元、发射端频率跟踪及调控电路单元、发射端车速及位置检测通信单元和电源；所述接收装置包括相互连接的无线电能接收器、接收端频率跟踪及调控电路单元、接收端车速及位置检测通信单元、电动车、动力电池、车辆能量管理单元、整流滤波单元和生物安全保护单元。

【技术特征摘要】
1.一种超导发射型电动车无线充电系统，其特征在于，包括：超导发射装置、接收装置和智能调控中心；所述智能调控中心与超导发射装置、超导接收装置连接；所述超导发射装置包括相互连接的超导无线电能发射轨道、失超保护单元、发射端频率跟踪及调控电路单元、发射端车速及位置检测通信单元和电源；所述接收装置包括相互连接的无线电能接收器、接收端频率跟踪及调控电路单元、接收端车速及位置检测通信单元、电动车、动力电池、车辆能量管理单元、整流滤波单元和生物安全保护单元。2.根据权利要求1所述的超导发射型电动车无线充电系统，其特征在于，所述超导无线电能发射轨道包括多个串联或并联的超导无线电能发射器，所述超导无线电能发射器包括相互连接的超导无线电能发射线圈、低温系统、温度传感器；所述超导无线电能发射线圈包括相互连接的螺旋管形超导线圈L1、环形超导线圈、超导电容器、电流输入线。3.根据权利要求2所述的超导发射型电动车无线充电系统，其特征在于，所述低温系统包括：超低温度多级制冷机、一级冷头、二级冷头、超导线圈上端导冷盘、超导线圈下端导冷盘、导冷杆、导冷片、导冷内筒、导冷外筒、线圈导冷骨架、冷屏蔽屏、真空多层绝热腔体、导冷软连接机构、低温胶、真空源；所述超导线圈L1绕制在导冷骨架上，在部分超导线圈之间布置有导冷片；在超导线圈L1内侧有导冷内筒；在超导线圈L1外侧有导冷外筒；在导冷外筒四周有导冷杆；在超导线圈L1上端有上端导冷盘；在超导线圈L1下端有下端导冷盘；在超导线圈L1外侧有温度传感器；超导线圈L1的导冷片分别与线圈导冷骨架、导冷内筒、导冷外筒相连接；导冷外筒与导冷杆相连接，导冷杆分别与上端导冷盘、下端导冷盘相连接；所述一级冷头、二级冷头与超低温多级制冷机相连接；下端导冷盘的一端面通过低温胶与超导线圈L1导冷骨架相连接；下端导冷盘的另一端面通过导冷软连接机构与二级冷头相连接；二级冷头通过导冷盘、导冷杆、导冷内筒、导冷外筒、导冷片、导冷软连接机构、低温 胶共同构成的导冷结构对超导线圈产生制冷低温效果；所述一级冷头对冷屏蔽屏、电流引线产生制冷低温效果；所述超导线圈L1的外侧面有冷屏蔽屏；所述冷屏蔽屏的外侧是真空多层绝热腔体；所述真空多层绝热腔体通过管道与真空源相连接。4.根据权利要求1所述的超导发射型电动车无线充电系统，其特征在于，所述无线电能接收器安装在电动车的底部；所述无线电能接收器包括：接收谐振线圈L2、接收谐振线圈L3、接收感应线圈L4、超介质材料板、多个纯铁棒材料、高度可调节垫片；所述接收谐振线圈L2、接收谐振线圈L3紧密相连并装配在同一平面；在接收谐振线圈L2、接收谐振线圈L3上面装配有多个纯铁棒材料；所述超介质材料板一端面通过高度调节垫片与多个纯铁棒材料一端面相连接；所述接收感应线圈L4通过高度可调节垫片与超介质材料板另一端面相连接；接收感应线圈L4外侧有线圈板。5.根据权利要求2所述的超导发射型电动车无线充电系统，其特征在于，所述超导发射装置的车速及位置检测通信单元、发射端频率跟踪及调控电路单元、失超保护单元均装配在超导无线电能发射器侧面；所述车速及位置检测通信单元包括：激光检测电动车速度及位置装置、无线通信或有线通信装置；所述发射端频率跟踪及调控电路单元包括：超导发射线圈的电流或电压检测装置、超导发射线圈的谐振频率调控电路；所述超导发射线圈的电流或电压检测装置连接在超导发射线圈电路中；所述超导发射线圈的谐振频率调控电路包括：超导低温电容器C1、可自动调控电容器C0、超导线圈L1；所述超导低温电容器C1的一端与超导线圈L1一端相连接；超导低温电容器C1的另一端与可自动调控电容器C0的一端、供给电源电路一端相连接；超导发射线圈另一端与可自动调控电容器C0另一端、供给电源电路另一端相连接；共同构成超导发射端频率跟踪及调控主要电路单元。6.根据权利要求5所述的超导发射型电动车无线充电系统，其特征在于，所述超导发射装置的失超保护单元包括：温度传感器、失超检测系统、失超内保护...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁曦明，袁一楠，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北;42