電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電原理 電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電設計案例

隨著(zhù)時(shí)代進(jìn)步，電動(dòng)汽車(chē)成為熱門(mén)行業(yè)產(chǎn)物，新能源成為人們熱門(mén)專(zhuān)注的話(huà)題。相對于電動(dòng)汽車(chē)的有線(xiàn)充電而言，無(wú)線(xiàn)充電具有使用方便、安全、可靠，沒(méi)有電火花和觸電的危險，無(wú)積塵和接觸耗損，無(wú)機械磨損，沒(méi)有相應的維護問(wèn)題，可以適應雨雪等惡劣的天氣和環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。

1：電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電原理

目前電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)主要采用電磁感應式和磁場(chǎng)共振式。

電動(dòng)車(chē)無(wú)線(xiàn)充電的基本原理，相比于有線(xiàn)充電，主要是多了接收線(xiàn)圈，簡(jiǎn)略了充電接口。

電磁感應式算是目前比較成熟的技術(shù)，很多手機無(wú)線(xiàn)充電、甚至我們常見(jiàn)的電磁爐就是利用的這種原理。初級線(xiàn)圈一定頻率的交流電，通過(guò)電磁感應在次級線(xiàn)圈鐘產(chǎn)生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉移到接收端。使用時(shí)要求兩個(gè)設備的距離必須很近，供電距離控制在0mm～10cm左右，而且充電只能對準線(xiàn)圈一對一進(jìn)行。電磁感應式無(wú)線(xiàn)充電的能量轉換率高，傳輸功率范圍較大，能從幾瓦到幾千瓦。磁場(chǎng)共振式原理與聲波共振類(lèi)似，只要兩個(gè)介質(zhì)具有相同的共振頻率，就能夠傳遞能量。這種方式的充電距離在電磁感應式與無(wú)線(xiàn)電波式之間，優(yōu)點(diǎn)是傳輸功率較大，能夠達到幾千瓦，可以同時(shí)對多個(gè)設備進(jìn)行充電，不要求兩個(gè)設備之間線(xiàn)圈對應;缺點(diǎn)就是損耗很高，距離越遠，傳輸功率越大，損耗也就越大，最麻煩的是必須對使用的頻段進(jìn)行保護。

2：電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)

日產(chǎn)魔方電動(dòng)車(chē)：采用了可在供電線(xiàn)圈和受電線(xiàn)圈之間提供電力的電磁感應方式。即將一個(gè)受電線(xiàn)圈裝置安裝在汽車(chē)的底盤(pán)上，將另一個(gè)供電線(xiàn)圈裝置安裝在地面，當電動(dòng)汽車(chē)駛到供電線(xiàn)圈裝置上，受電線(xiàn)圈即可接受到供電線(xiàn)圈的電流，從而對電池進(jìn)行充電。目前，這套裝置的額定輸出功率為10kW，一般的電動(dòng)汽車(chē)可在7-8小時(shí)內完成充電。

日本無(wú)線(xiàn)充電式混合動(dòng)力巴士：電磁感應式，供電線(xiàn)圈是埋入充電臺的混凝土中的。車(chē)開(kāi)上充電臺后，當車(chē)載線(xiàn)圈對準供電線(xiàn)圈后(重合)，車(chē)內的儀表板上有一個(gè)指示燈會(huì )亮，司機按一下充電按鈕，就開(kāi)始充電。

目前無(wú)線(xiàn)充電方式共有三種：電磁感應式充電、磁場(chǎng)共振充電和無(wú)線(xiàn)電波式充電。

電磁感應式充電：在初級線(xiàn)圈中存在一定頻率的交流電，通過(guò)電磁感應在次級線(xiàn)圈中產(chǎn)生了電流，從而將能量由輸出端傳送至接收端，完成無(wú)線(xiàn)充電。

磁場(chǎng)共振充電：無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)應用源于無(wú)線(xiàn)電力輸送技術(shù)，利用磁共振在充電器與設備之間的空氣中傳輸電荷，線(xiàn)圈和電容器則在充電器與設備之間形成共振，實(shí)現電能高效傳輸的技術(shù)。

無(wú)線(xiàn)電波式充電：主要有微波發(fā)射裝置和微波接收裝置組成，如圖，接收電路，可以捕捉到從墻壁彈回的無(wú)線(xiàn)電波能量，在隨負載作出調整的同時(shí)保持穩定的直流電壓。

一般來(lái)說(shuō)，利用電磁感應原理的無(wú)線(xiàn)供電技術(shù)最具現實(shí)性，并且現在在電動(dòng)汽車(chē)上有實(shí)際應用;電磁感應式非接觸充電系統存在以下三方面的問(wèn)題：(1)送電距離比較短，如果兩個(gè)線(xiàn)圈的橫向偏差較大傳輸效率就會(huì )明顯下降。目前來(lái)看只能實(shí)現傳輸距離為10cm左右，需要考慮很多的散熱問(wèn)題，比如線(xiàn)圈之間的發(fā)熱。(2)耦合的輻射問(wèn)題，電磁波的耦合會(huì )不會(huì )存在大的磁場(chǎng)泄漏。電磁感應在線(xiàn)圈之間傳輸電力，如同我們的磁鐵一樣，在外圈有一定的泄漏，人如何避免受影響是個(gè)很大問(wèn)題。(3)線(xiàn)圈之間也是有可能有雜物進(jìn)入的，還有某些動(dòng)物(貓狗)進(jìn)入里面，一旦產(chǎn)生電渦流，就如同電磁爐一樣，安全性問(wèn)題非常明顯。