電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電需要解決的測試難點(diǎn)

　　無(wú)線(xiàn)充電的普及可以說(shuō)得益于電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，因為，給電動(dòng)汽車(chē)充電有線(xiàn)充電樁占地面積大、操作復雜、磨損率高等問(wèn)題始終困擾著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)的用戶(hù)們，這才推動(dòng)了無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的快速發(fā)展。這里主要針對電動(dòng)汽車(chē)的無(wú)線(xiàn)充電做對應解析與分享。

　　電動(dòng)汽車(chē)感應式無(wú)線(xiàn)充電原理

　　感應式無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)目前已經(jīng)被成功地應用到一些電動(dòng)汽車(chē)充電系統當中，發(fā)射系統埋在地面以下，接收的線(xiàn)圈一般位于汽車(chē)底盤(pán)，發(fā)射線(xiàn)圈與接收線(xiàn)圈發(fā)生感應耦合，相當于一個(gè)可分離變壓器，通過(guò)線(xiàn)圈間的高頻電磁場(chǎng)對電能進(jìn)行無(wú)線(xiàn)傳輸，其基本結構如圖所示。

　　可以看到，首先來(lái)自于電網(wǎng)的工頻交流電經(jīng)過(guò)整流和逆變轉化為高頻交流電，這個(gè)頻率一般是幾十到幾百KHz，電流通過(guò)補償電路到達原邊發(fā)射線(xiàn)圈，并在線(xiàn)圈中產(chǎn)生高頻電磁場(chǎng)，電動(dòng)汽車(chē)上的副邊接收線(xiàn)圈通過(guò)電磁場(chǎng)吸收來(lái)自原邊的電能，之后再經(jīng)過(guò)高頻整流、BMS電路等環(huán)節，最終提供給負載電池充電。這種充電系統的充電效率一般在90%以上，可實(shí)現幾個(gè)KW級功率的無(wú)線(xiàn)傳輸。

　　電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電功率測試的難點(diǎn)

　　當今無(wú)線(xiàn)充電還無(wú)法廣泛投入市場(chǎng)的主要原因之一就是效率不高，系統損耗比較大。整個(gè)充電系統的功率損失主要出現在五個(gè)關(guān)鍵階段：1、電網(wǎng)端的工頻交流輸入功率;2、原邊整流濾波后的直流功率;3、高頻逆變電路后在原邊線(xiàn)圈上的高頻交流功率;4、無(wú)線(xiàn)傳輸后在副邊線(xiàn)圈上的高頻交流功率;5、副邊整流電路后的直流功率。

　　為了能夠提高系統的效率，首先第一步要對系統各部分功率實(shí)現精確測量。測量功率自然離不開(kāi)功率分析儀，目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的功率分析儀在測量無(wú)線(xiàn)充電系統時(shí)會(huì )面臨如下問(wèn)題，任何一項不能解決好都會(huì )導致功率測量不精確甚至出現效率過(guò)百的情況。

　　測量通道：可以看到，無(wú)線(xiàn)充電的測量環(huán)節非常多，常規的4通道功率分析儀不能滿(mǎn)足使用。另外通道間的同步性也是很關(guān)鍵的指標。

　　測量精度：電動(dòng)汽車(chē)充電過(guò)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，電壓電流的變化范圍比較寬，無(wú)線(xiàn)充電目前的功率一般在幾個(gè)KW左右，電流從幾百mA到四五十A變化，一般的功率分析儀精度在萬(wàn)分之五以下并且基本做不到這個(gè)范圍內的電流直測，配置外部傳感器又會(huì )造成這一精度進(jìn)一步折損。

　　測量帶寬：無(wú)線(xiàn)充電系統中無(wú)線(xiàn)傳輸部分的效率損失一般是最大的，這一部分由于被測信號的頻率達幾百KHz也是最難測量的。這就要求功率分析儀的帶寬要能達到幾MHz。

　　電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電解決方案

　　針對電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電功率測量的難點(diǎn)，致遠電子有較完美的解決方案，就是認證級功率分析儀PA8000。其7個(gè)功率通道，通道間同步精度可達100ns;支持50A以?xún)鹊碾娏髦苯虞斎?，功率測量精度可達萬(wàn)分之一;帶寬高達5M保證高頻交流信號不會(huì )失真。

　　在測試高達90KHz的無(wú)線(xiàn)充電信號時(shí)，電壓、電流、功率都非常穩定，可以為無(wú)線(xiàn)充電效率計算提供強而有力的數據支撐。

　　圖 2 無(wú)線(xiàn)充電高頻功率測量