基于锂电池与超级电容混合调频的大功率无线充电系统

本发明涉及新能源汽车无线充电领域，尤其涉及基于锂电池与超级电容混合调频的大功率无线充电系统。

背景技术：

1、目前，国内新能源汽车的主要方式为公共充电桩的有线充电，随着我国新能源汽车产业的蓬勃发展，现有的有线充电桩难以满足庞大的新能源汽车车主群体的充电需求，有线充电需要车主进行人为操作，但充电桩电压高，充电枪电子锁未锁紧、充电桩零部件防锈性能差、充电桩绝缘异常不能自动报警断电、雨雪天空气湿度大无疑增加了消费者触电以及车辆着火风险，所以充电操作的安全性和便利性也是问题之一。同时，充电桩充电功率固定无法根据不同车型适配的功率进行调整，长此以往对新能源汽车电池损耗大，会大幅缩短电池使用年限。综上来看，对比发现无线充电技术更适合新能源汽车行业发展，现有适用于新能源汽车的无线充电技术充电功率低下。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了基于锂电池与超级电容混合调频的大功率无线充电系统，能够满足新能源汽车的无线充电需求，实现新能源汽车平稳大功率无线充电。

2、本发明的技术方案为：基于锂电池与超级电容混合调频的大功率无线充电系统，包括：

3、混合储能模块，所述混合储能模块包括锂电池和超级电容器，所述超级电容器与所述锂电池深度耦合后通过换流器接入电网，所述超级电容器分别与所述锂电池和所述电网连接；

4、无线充电模块，用于实现新能源汽车通过电磁感应进行无线充电，包括发射线圈、接收线圈以及充电定位单元，所述接收线圈设置在新能源汽车上，所述发射线圈与所述接收线圈对应后实现无线充电；

5、频率调节模块，包括采样电路、过零比较电路、鉴频鉴相器以及逆变驱动电路，所述逆变驱动电路电性电性连接有逆变器开关管，所述频率调节模块与所述无线充电模块电性连接；

6、所述超级电容器采用赝电容器，所述赝电容器的正极材料包括氧化锰以及与所述氧化锰复合的导电基体，所述氧化锰内掺有不同价态的金属离子。

7、由上述方案可知，通过在氧化锰中掺不同价态的金属离子，使得层状过渡金属氧化物主体与水合金属氧离子客体之间高度适应，用来制备具有大层间距的复合电极材料，从而得到高效赝电容材料，减少了锰氧化物固有低导电性和离子传输性的限制，通过采用改性后的锂电池搭配超级电容器进行调频，将每次输入的不平稳电流经整理实现平稳大功率的泵出，从而实现新能源汽车平稳大功率的无线充电，提高无线充电效率，降低损耗，所述无线充电模块通过发射线圈和接收线圈电磁感应实现对新能源汽车的无线充电，所述频率调节模块用于进行调频，实现充电功率的自动调节。

8、所述无线充电模块的上方设置有太阳能充电模块，所述太阳能充电模块包括设置在地面的安装支架以及设置在所述安装支架顶端的太阳能板，所述太阳能板通过控制器与所述超级电容器电性连接，所述超级电容器与高频电能转换器连接。由此可见，所述太阳能板通过太阳能充电产生电流，所述超级电容器对电流进行整合到锂电池，有利于减少新能源的运用成本。

9、所述无线充电模块还连接有安全检测模块，所述安全检测模块包括绝缘检测单元以及与所述绝缘检测单元电性连接的报警单元。由此可见，用于实现充电前的绝缘检测以及充电过程中的实时监测，所述报警单元用于处于未绝缘状态时发出警报信号。

10、所述锂电池包括若干锂电池电芯，所述超级电容器包括若干超级电容，所述锂电池电芯采用钛酸锂蓄电池。由此可见，通过串联和并联的方式将几百上千个锂电池和超级电容单体电芯连接成组应用，实现混合储能。

11、所述地埋式充电模块还包括超声波驱逐器。由此可见，所述超声波驱逐器用于驱逐动物，以保证安全的充电环境。

12、所述新能源汽车上设置有动力电池，所述接收线圈与所述动力电池之间通过整流稳压电路连接。由此可见，所述接收线圈与发射线圈感应实现无线充电，充电电流通过整流稳压电路接入所述动力电池，保障新能源汽车稳定充电。

13、所述充电定位单元为毫米波雷达。由此可见，所述充电定位单元通过毫米波雷达实现测距。

14、所述无线充电模块以及所述安全检测模块信号连接有电子设备。由此可见，所述无线充电模块用于将充电状态和充电信息发送至电子设备，所述安全检测模块用于将绝缘信息发送至电子设备，便于实现远程监测。

15、所述报警单元为声光警报器。由此可见，所述报警单元通过声光警报器发出警报信号。

技术特征：

1.基于锂电池与超级电容混合调频的大功率无线充电系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于锂电池与超级电容混合调频的大功率无线充电系统，其特征在于，所述无线充电模块(300)的上方设置有太阳能充电模块(500)，所述太阳能充电模块(500)包括设置在地面的安装支架(510)以及设置在所述安装支架(510)顶端的太阳能板(520)，所述太阳能板(520)通过控制器(530)与所述超级电容器(120)电性连接，所述超级电容器(120)与高频电能转换器(700)连接。

3.根据权利要求1所述的基于锂电池与超级电容混合调频的大功率无线充电系统，其特征在于，所述无线充电模块还连接有安全检测模块，所述安全检测模块包括绝缘检测单元(610)以及与所述绝缘检测单元(610)电性连接的报警单元(620)。

4.根据权利要求1所述的基于锂电池与超级电容混合调频的大功率无线充电系统，其特征在于，所述锂电池(110)包括若干锂电池电芯，所述超级电容器(120)包括若干超级电容，所述锂电池电芯采用钛酸锂蓄电池。

5.根据权利要求1所述的基于锂电池与超级电容混合调频的大功率无线充电系统，其特征在于，所述无线充电模块还包括超声波驱逐器。

6.根据权利要求1所述的基于锂电池与超级电容混合调频的大功率无线充电系统，其特征在于，所述新能源汽车上设置有动力电池(340)，所述接收线圈(320)与所述动力电池(340)之间通过整流稳压电路(350)连接。

7.根据权利要求1所述的基于锂电池与超级电容混合调频的大功率无线充电系统，其特征在于，所述充电定位单元(330)为毫米波雷达。

8.根据权利要求3所述的基于锂电池与超级电容混合调频的大功率无线充电系统，其特征在于，所述无线充电模块以及所述安全检测模块信号连接有电子设备。

9.根据权利要求3所述的基于锂电池与超级电容混合调频的大功率无线充电系统，其特征在于，所述报警单元(620)为声光报警器。

技术总结本发明涉及新能源汽车无线充电技术领域，公开了基于锂电池与超级电容混合调频的大功率无线充电系统，包括混合储能模块，所述混合储能模块包括锂电池和超级电容器；无线充电模块，用于实现新能源汽车通过电磁感应进行无线充电，包括发射线圈、接收线圈以及充电定位单元；频率调节模块，包括采样电路、过零比较电路、鉴频鉴相器以及逆变驱动电路，所述逆变驱动电路电性电性连接有逆变器开关管，所述频率调节模块与所述无线充电模块电性连接；所述超级电容器采用赝电容器，所述赝电容器的正极材料包括氧化锰以及与所述氧化锰复合的导电基体，所述氧化锰内掺有不同价态的金属离子。技术研发人员：庄智鹏,吴珏,刘晓珊,江雨欣,陈凯琳,肖佳怡,陈伟林,李子文受保护的技术使用者：珠海科技学院技术研发日：技术公布日：2024/11/21