漫谈电动汽车无线充电技术

漫谈电动汽车无线充电技术提到无线充电，人们的第一反应往往是早期的HPPalm和诺基亚Lumia但随着科技不断发展，无线充电早已不再局限于小型电子设备，以高通为代表的IT巨头和电动汽车产业大鳄们争相投入电动汽车无线充电技术研发，各类新型感应方案实现商用，车主只需将汽车停靠在特定区域即可通过电磁传导完成充电而不久的未来，都市马路或将出现感应装置，令电动车边跑边充电，真正实现无线感应、动力不竭文朱则刚近年来，电动汽车和混合动力新能源车技术日益成熟，为人们购车提供了更为低碳、环保的选择，然而电动汽车最大的弱点，在于其一次充电持续行驶距离较短随着电动汽车实用化前景日益清晰，汽车电池开发方向也在逐渐发生变化，快速充电成为新的发展趋势-5分钟如能充电80%即可很好地满足日常应用而重视低成本化和长寿命化，降低电池成本，最常用的解决方法是提高电池的能量密度，降低单位容量的成本受上述因素推动，电动汽车充电基础设施的建设，近年开始在世界各国升温巨头逐鹿电动汽车无线充电美国BetterPlace公司正积极准备在以色列、丹麦、奥地利、加拿大等地建设充电基础设施日本汽车厂商中，日产表现最为踊跃，除了追求锂离子充电电池极限性能的技术开发外，还将推进超越锂离子充电电池的革新性电池系统的开发电动汽车专用快速充电器的开发也在不断推进HASETEC与东京电力共同开发出快速充电器，并进入销售阶段电动汽车的快速充电器可以设置在住宅公寓、公司停车场、公共设施及购物中心等多种场所，随时随地满足人们的充电需求然而，相比一位美国发明家提出的“能在行驶途中给汽车充电”的方法，以上方案显得“弱爆了”这种被称为“远距离充电”的解决方案，以无线传输方式充电，就像人们在汽车里使用蜂窝电话一样，电能被转化成特殊的激光束或微波束，实现电池能量补给目前，很多跨国企业使用的技术都能做到这一点以沃尔沃为例，其C30电动车是沃尔沃DRIVe绿色驾控战略的一个重要组成部分，其向欧洲指定客户交付了首批250辆电动车，并启动了电动车感应式充电研究这种感应式充电是解决电动汽车充电的未来智能方案电动汽车充电不再需要电源插座或充电电缆，利用感应充电法，电能通过埋在路面下的充电板，而无线传送给汽车蓄电池，实现从路面直接给汽车充电电动车感应式充电技术可以极大地降低充电时间，在车上加装无线感应充电装置，在蓄电池完全放电的情况下，埋在路面的充电板可以通过无线传输方式为24千瓦时大小的汽车蓄电池组完全充电，预计仅用1小时20分钟即可完成作业无独有偶，美国富尔顿创新公司推出了世界上第一辆通过无线方式充电的特斯拉汽车在电动汽车无线充电领域，通过领先科技解决方案，只要将车停到相应充电区域里，即可实现电动汽车自行充电，而不再需要插入式充电桩和充电站目前，该公司充电系统已经可以实现在20厘米距离范围内提供

3.3千瓦的充电，并且保持90研勺电源利用率此后，多家巨头竞相加速无线感应充电技术研发，且逐步取得实质性进展英国IPT技术进入量产英国研究人员开发的一种新型无线充电系统，可以利用其最新感应式电能传输技术，成功实现新一代电动汽车完全无线充电面向无线充电电动车提供感应式电能传输IPT系统的全球领先企业英国HaloIPT公司日前宣布，该公司已经达成了两项新战略合作关系，推动1PT充电技术进入量产阶段感应式电能传输技术利用感应电荷原理，用磁场代替电缆来诱导电力其电源板埋藏于沥青道路之下，即可完成电动车的无线充电值得强调的是，其电源板不用暴露在外，既可以得到有效保护，减少磨损，又不会受到恶劣天气的影响HaloIPT公司的充电系统支持更大的横向感应范围，这意味着汽车的电能接收垫并不需要置于电源传输板的绝对正上方这种新型无线充电系统是将无线充电垫嵌入地下停车场和街道之中，只需要在汽车装上电能接收器垫，即可进行无线充电电感充电也可以在街道上进行一这意味着电动车可以在停泊或等待交通灯时进行充电而安置在各种道路上的无线充电垫，更打造了令电动汽车”在移动中充电”的美妙愿景这种灵活的移动充电技术，是解决当前电动车续航里程问题的最有效方法，将大大降低车主对电池型号的要求感应式电能传输系统的主电源由交流电提供，用于给一个集总圈提供电压，电流范围为5安培，125安培由于集总圈是感应式的，必须利用串联或并联电容器来减小供电电路中的工作电压和工作电流电能接收垫线圈与主电源线圈通过磁性相连，通过调节接收垫线圈的工作频率，使其与配有串联或并联电容器的主电源线圈相一致，从而实现电能传输人们可以通过一个开关控制器，对电能传输进行控制有了感应式电能传输系统，汽车驾驶员无需担心忘记为电动汽车充电最新技术的无线充电垫可以在沥青下、水下、冰雪层中工作，并对泊车移位具有良好的耐受性经过配置，该系统还可以为小型城市汽车、重型货车、公共汽车等各种路面车辆提供动力由于支持更大的横向感应范围，该系统还可以提供一个长达15英寸的充电距离，甚至具有识别能力，譬如，其可以应付干扰充电过程的小东西（如小猫［来自Www.Iw3u.Com］小狗）基于这一技术，通过嵌入无线充电系统的高速公路进行充电，将成为电动汽车的未来发展方向日本:非接触充电系统技术在日本，日产汽车公司亦推出了无需连接电线的“非接触充电系统技术”该装置的额定输出功率为10KW一般的电动汽车可在78小时内完成充电口产汽车希望在新一代电动汽车上选配非接触充电系统，并考虑设置家庭用3KW级系统这将使汽车充电变得更便捷，大大有利于电动汽车的推广与普及丰田亦投入巨资开发非接触充电技术，其非接触充电技术能以无线传输方式为EV和PHEV充电，无需使用电线这样就只需将车停在停车场的规定位置，便可进行充电，或者可在高速公路特别设置的“充电车道”上边行驶、边充电当前，很多日企都在大力开发这种可大幅提高EV和P1IEV便利性的非接触充电技术该技术包括电磁感应方［来自WwW.Iw5u.Com］式、微波传输方式以及磁共振方式等其中，走在开发最前沿的是电磁感应方式电磁感应方式可利用与变压器相同的原理，进行电力无线传输与变压器的不同之处是，为延长无线传输距离，电磁感应方式需加大线圈尺寸，加载高频电流电磁感应方式需要一次线圈（供电侧）和二次线圈（受电侧）的位置高度吻合，如果位置偏移，充电效率就会大幅降低该充电方法支持将供电线圈埋入停车场或路沿路面内，然后将车停在上面，在车辆静止状态下进行充电日产公司的系统即是利用50cm见方的线圈，在60cm距离、10cm偏差以下的位置条件下使用磁共振方式的原理则是提前准备好两个以相同频率共振的共振电路，利用这两个电路间产生的共振现象来传输电力在送电侧的电路上加载具有共振频率的交流电后，电路周围的磁场会产生振动，振动传达到受电侧电路后，会在受电侧电路中产生电流磁共振方式与电磁感应方式相比，即使送电侧和受电侧之间的距离变长，也能够高效传输电力另外，送电侧和受电侧的位汽吻合精度也没有电磁感应方式要求的那么严格丰田看中的正是这一特点美国:谷歌布局无线充电桩将视线转向谷歌公司，人们关注的焦点是其开发的位于充电车底盘下的无线充电桩这个充满科幻色彩、神似按键的小装置抛弃了普通电动汽车充电时所必须的充电桩、电源插座，甚至电线，取而代之的是隐藏在地下的电源和变压器，装有特殊装置的电动汽车只需接近充电区域，就可以通过感应式充电装置对电动车电池进行充电目前德国、日本等国都在积极探索相关技术的实际运用，而阻碍无线感应式充电技术大规模运用的瓶颈，主要是电磁兼容性EMC因为无线充电会产生强大的磁场当电动车停在无线充电装置上时，对移动电话等小型电器会产生一定干扰，而当人或动物位于电动车和充电装置之间时，有可能会受到电磁伤害其实，业界普遍认为无线充电的安全性高于传统有线充电因为没有了外露连接器，可以彻底避免漏电、跑电等安全隐患此外，该技术已在净水器领域应用多年，安全性得到了36个国家的验证，其辐射对人体和环境的影响并不明显美国能源部正在与谷歌、国家可再生能源实验室合作，以确定在全国各地建立充电站美国国家可再生能源实验室将和谷歌合作推出一个囊括全美电动汽车充电站和充电桩的权威数据库通过该数据库，电动车驾驶者能够根据谷歌地图确定位置，找到最近的电动车充电站美国能源部注意到这种创新能够减去安装固定充电装置的麻烦，希望相关技术在电动汽车领域得到实际运用目前，谷歌已设置了200个充电站，并即将设置另250个充电站谷歌的目标是让5%的园区都设有电动车充电站，方便谷歌员工为自己的电动车进行充电由于这项充电站设比计划，越来越多的谷歌员工决定购买电动车据悉，为了响应环保政策，谷歌曾在2007年购买丰田Priuses、福特Escapes等使用大型充电电池的电动车而其目前打算扩大谷歌汽车分享计划，使之覆盖30多款汽车韩国:为汽车无线充电的公路电动汽车无线充电的技术原理大同小异，但各国应用进程不尽相同韩国高等科学技术学院的研究人员打造出了可以为电动汽车无线充电的公路，将汽车移动充电的理论设想变成了现实一一电动汽车不用到充电站去充电，完全实现了一边在公路上行驶，一边通过公路下面埋设的电线获得能量充电公路上电动车所使用的电池体积，只是传统电动车电池的五分之一，而且不需耍长时间充电韩国研究人员选择在游乐园内铺设400米长的充电公路，特制的电动观光汽车或电动私人轿车经过该路段时，汽车底部的仪器就会通过电磁感应充电法，从埋在路面下的金属条获取电能该仪器接着会用电能来驱动车辆，多余的电能则储存在电池内由于一边行驶一边充电，这种电动汽车又被称为“在线电动汽车0LEV”.虽然同样基于电磁感应原理，但充电公路不会带来电磁污染公路上的电动汽车集电效率很高，最高可达62千瓦，效率为74%而充电公路的电磁波很弱经过测试，带动车厢的动力车头电磁波在50亳高斯以内，运行中的车厢，内部电磁波在20毫高斯以下，都低于国际容许的电磁波安全基准值

62.5毫高斯专家表示，充电公路发射的电磁波相当于以电壶煮咖啡，十分安全而研究人员表示，只需把韩国现有公路的20%改建成充电公路，电动汽车就可以畅行无忧，充电费用可以按照行驶里程进行计算一在全球所有电动车充电系统中，这可谓最具经济效益的系统，其营运成本只是一般电动车充电系统的三分之一随着首尔市政府承诺投资200万美元建设无线充电汽车的公路充电系统，首尔市内现有的9000辆以汽油为燃料的公共汽车，将以每年1000辆的速度逐步退出市场综上所述，随着电动车迅猛发展，在新能源汽车中的地位日益稳固，到2015年，我国纯电动车保有量将实现百万辆级而电动车的大规模推广，将进一步推动新型无线充电技术蓬勃发展，从而形成良性循环，提高电动车普及率。