電動(dòng)車(chē)的三種非接觸式充電方式解析

　　二、磁共振方式

　　磁共振傳送方式由美國麻省理工學(xué)院（MIT）于2007年研制成功，公諸于世以來(lái)，一直備受世界各國的普遍關(guān)注。

　　它主要由電源、電力輸出、電力接收、整流器等主要部分組成，基本原理與電磁感應方式基本相同。電源傳送部分有電流通過(guò)時(shí)，所產(chǎn)生的交變磁束使接收部分產(chǎn)生電勢，為電池充電時(shí)輸出電流。

　　不同之處在于，磁共振方式加裝了一個(gè)高頻驅動(dòng)電源，采用兼備線(xiàn)圈和電容器的LC共振電路，而并非由簡(jiǎn)單線(xiàn)圈構成送電和接收兩個(gè)單元。

磁共振方式的基本工作原理

　　共振頻率的數值，會(huì )隨送電與接收單元之間距離的變化而改變。當傳送距離發(fā)生改變時(shí)，傳輸效率也會(huì )像電磁感應一樣迅速降低。為此，可通過(guò)控制電路調整共振頻率，使兩個(gè)單元的電路發(fā)生共振亦即“共鳴”。所以，也稱(chēng)這種磁共振狀態(tài)為“磁共鳴”。

　　在控制回路的作用下改變傳送與接收的頻率，可將電力傳送距離增大至數米左右，同時(shí)將兩單元電路的電阻降至最小以提高傳送效率。

　　當然，傳輸效率還與發(fā)送與接收電單元的直徑相關(guān)，傳送面積越大，傳輸效率也越高。目前的傳輸距離可達400mm左右，傳輸效率可達95%。

　　三、微波方式

　　使用2.45GHz的電波發(fā)生裝置傳送電力，發(fā)送裝置與微波爐使用的“磁控管”基本相同。傳送的微波也是交流電波，可用天線(xiàn)在不同方向接收，用整流電路轉換成直流電為汽車(chē)電池充電，并且可以實(shí)現一點(diǎn)對多點(diǎn)的遠距離傳送。

微波方式可以同時(shí)一點(diǎn)對多點(diǎn)的遠距離傳送

　　為防止充電時(shí)微波外漏，充電部部分裝有金屬屏蔽裝置。使用中，送電與接收之間的有效屏蔽可防止微波外漏。

　　目前存在的主要的問(wèn)題是，磁控管產(chǎn)生微波時(shí)的效率過(guò)低，造成許多電力變?yōu)闊崮鼙话装紫摹?P>　　非接觸充電裝置在日本的應用

　　2009年7月，日產(chǎn)與昭和飛行機公司公開(kāi)了電磁感應式非接觸充電系統，其傳輸距離為100mm左右，傳輸效率可達90%。

　　但是，當停車(chē)位置出現偏差而導致發(fā)送與接收盤(pán)之間出現較大誤差時(shí)，則會(huì )嚴重影響電力傳送效率。目前，正在致力于停車(chē)的橫、縱向偏差在200～300mm范圍，同樣確保其具有90%以上傳輸效率的研究。

此外，上述兩家公司對傳送、接收之間進(jìn)入動(dòng)物以及金屬碎片等造成的不良影響也進(jìn)行了研究。因為，這類(lèi)異物會(huì )在二者之間產(chǎn)生渦流，從而導致發(fā)熱并影響傳送效率。

　　長(cháng)野日本無(wú)線(xiàn)公司，于2009年8月宣布開(kāi)發(fā)出了基于磁共振的充電系統。與電磁感應方式相比，磁共振方式具有傳送距離長(cháng)、停車(chē)誤差要求低等優(yōu)點(diǎn)?？梢栽?600mm的傳輸距離內確保90%的傳送效率。但目前的傳送功率還比較?。s1kW左右），擬定從叉車(chē)等使用范圍進(jìn)入市場(chǎng)，伴隨著(zhù)技術(shù)成熟程度和傳送功率的提高，有望很快進(jìn)入電動(dòng)車(chē)電充電領(lǐng)域。

　　三菱重工業(yè)開(kāi)發(fā)的微波式非接觸充電系統，將一組共48個(gè)硅整流二極管作為接收天線(xiàn)，每個(gè)硅整流二極管可產(chǎn)生20V的電壓和一定的直流電，能夠將電壓提升至充電所需的指標并可實(shí)現1kW的功率輸出。其優(yōu)點(diǎn)是成本低，整套費用約合人民幣2萬(wàn)元左右。缺點(diǎn)是傳輸效率低，目前的傳送效率只有38%。對此，三菱重工認為：“雖不適于快速充電，但作為夜間谷區充電，電費只有傳統燃料費的10%～20%。如果將發(fā)熱過(guò)大的磁控管用于生活用水加熱，則綜合效率可到70%。此外，在安全方面也有防止微波泄露裝置，使用中不會(huì )給車(chē)輛上的電子設備和周邊人員身上的起搏器造成影響。

　　非接觸充電方式一經(jīng)問(wèn)世，便得到了世界各國的普遍關(guān)注，同樣也值得國內同行學(xué)習與借鑒。與充電站、充電樁的建設投資相比成本較低，并且免去了接線(xiàn)所需的操作和等待的時(shí)間，具有布置靈活、使用便利、安全可靠等絕對優(yōu)勢。