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【专利解密】打破低温无线充电的僵局,比亚迪发力电动汽车市场

原标题:【专利解密】打破低温无线充电的僵局,比亚迪发力电动汽车市场

【嘉德点评】比亚迪公司提供的改进电动汽车锂电池无线充电方法的发明专利,保障了低温环境下动力电池的正常全功率充电,并提高了安全与可靠性。

【专利解密】打破低温无线充电的僵局,比亚迪发力电动汽车市场

集微网消息,近些年来国内外各大公司都开始积极向电动汽车领域投入研发,尤其是在关键的无线充电领域,将是启动整个电动汽车市场的关键,目前奥迪、宝马、比亚迪、高通、中兴等公司都大力投入资金和人才进行相关研发,力求在即将到来的市场中积聚实力。比亚迪公司作为国内传统汽车厂商,与美国一家运输公司合作投放了一批具有无线充电功能的电动巴士作为试点,部署了城市电动汽车无线充电系统。

现有电动汽车的有线充电方式人工操作繁琐、充电站占地面积较大,且极易出现设备磨损等不完全因素,而无线充电则相对更合理和安全,在充电同时,还可以利用短距离无线通信进行自动化识别、充电、收费等。另一方面,电动车的储能装置通常使用锂离子电池,其工作温度为一20℃到55℃,0℃以下不允许充电,因此在环境温度过低时,电动汽车内部电池会出现充放电性能下降的问题,导致电池容量降低,电压下降,特别是在持续充电的过程中锂离子容易在负极沉积而形成极化电压,并使电池失去电活性。而传统的电池加热方案需要投入额外的设备,加热时间较长,并且加热设备给电池加热的过程中会损耗较多的能量,与电动汽车的节能理念相违背。

针对这一问题,比亚迪公司早在2014年3月17日就提出一项名为“用于电动汽车的无线充电系统及无线充电方法”的发明专利(申请号:201410100435.3),申请人为比亚迪股份有限公司。

该专利主要针对上述问题提出一种用于电动汽车的无线充电系统,采用无线充电技术,提高了电动汽车在充电时的安全性和可靠性,并且在低温环境下给动力电池充电时,无需对动力电池进行加热即可进行充电,并能使动力电池充进较多的电量。

【专利解密】打破低温无线充电的僵局,比亚迪发力电动汽车市场

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图1 电动汽车无线充电系统框图

图1展示的无线充电系统包含第一无线充电装置10和电动汽车200。第一无线充电装置通常表现为底座或充电桩,其内部的第一线圈用于将电能转换为电磁场传输。电动汽车200包括动力电池组件20和第二无线充电装置,动力电池组件20包括具有多个电池单体的动力电池,在电动汽车上提供动力输出以及为车上其他用电设备供电,并可进行反复充电。第二无线充电装置上的第二线圈与第一线圈产生的电磁场进行耦合,利用电磁感应的原理进行能量转换以实现无线充电。

为改善锂电池性能,当动力电池201中多个电池单体的平均温度较低,即大于-20℃且小于0℃时,第一无线充电装置10通过脉冲充电模式向第二无线充电装置30传输电能,从而对动力电池201充电。脉冲充电模式的充电过程可分为两个阶段,在第一阶段中第一无线充电装置10对第二无线充电装置30进行能量传输,第二无线充电装置30再给动力电池201充电;在第二阶段,第二无线充电装置30对第一无线充电装置10进行能量传输,即第二无线充电装置30把动力电池的电能传输给第一充电装置,实现能量返还给电网。两个阶段称为一个脉冲周期,直到充电完成。

上述充电过程中在低温环境下,无需对动力电池加热即可对其进行充电,并使动力电池充进较多的电量,使得电动汽车在低温环境下的续航里程增加,而且对动力电池性能损害较少,在进行多次的脉冲充电后,电池容量恢复率依然较高,能提高车载动力电池的使用寿命,在满足客户对电动汽车低温环境下的充电要求的同时,把多余的电能返还给第一无线充电装置。利用无线充电能使电动汽车不依靠外部连接设备而实现对动力电池的充电,大大地降低了有线充电方式的安全性问题,使充电装置可靠性更高、使用寿命更长。

以上就是比亚迪公司提供的改进电动汽车锂电池无线充电方法的发明专利,保障了低温环境下动力电池的正常全功率充电,并提高了安全与可靠性。

关于嘉德

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深圳市嘉德知识产权服务有限公司由曾在华为等世界500强企业工作多年的知识产权专家、律师、专利代理人组成,熟悉中欧美知识产权法律理论和实务,在全球知识产权申请、布局、诉讼、许可谈判、交易、运营、标准专利协同创造、专利池建设、展会知识产权、跨境电商知识产权、知识产权海关保护等方面拥有丰富的经验。

(校对/holly

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