全球電動(dòng)車(chē)知名廠(chǎng)商最新充電技術(shù)匯總

　　早在去年，谷歌就推出了電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電樁，當時(shí)用于一輛日產(chǎn)聆風(fēng)的純電動(dòng)汽車(chē)上，參見(jiàn)下圖。

　　這個(gè)充滿(mǎn)科幻色彩、神似按鍵的小裝置拋棄了普通電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)所必須的充電樁、電源插座甚至是電線(xiàn)，取而代之的是隱藏在地下的電源和變壓器，裝有特殊裝置的電動(dòng)汽車(chē)只需接近充電區域，就可以通過(guò)感應式充電裝置對電動(dòng)車(chē)電池進(jìn)行充電。

　　相信大家對電動(dòng)汽車(chē)的充電技術(shù)一定很好奇，下面就由電子發(fā)燒友網(wǎng)小編來(lái)給大家介紹一下全球電動(dòng)汽車(chē)的充電的最新技術(shù)。

一、非接觸式電動(dòng)車(chē)充電方式解析

　　非接觸充電也稱(chēng)無(wú)線(xiàn)充電。

　　目前，非接觸充電裝置有電磁感應、磁共振、微波三種方式。下面我們來(lái)詳細介紹一下這三種方式的工作原理以及目前還存在的一些問(wèn)題。

　　1、電磁感應方式

　　電磁感應通過(guò)送電線(xiàn)圈和接收線(xiàn)圈之間傳輸電力，是最接近實(shí)用化的一種充電方式。當送電線(xiàn)圈中有交變電流通過(guò)時(shí)，發(fā)送（初級）、接收（次級）兩線(xiàn)圈之間產(chǎn)生交替變化的磁束，由此在次級線(xiàn)圈產(chǎn)生隨磁束變化的感應電動(dòng)勢，通過(guò)接收線(xiàn)圈端子對外輸出交變電流。

　　目前存在的問(wèn)題是：送電距離比較短（約100mm左右），并且送電與接受兩部分出現較大偏差時(shí)，則電力傳輸效率就會(huì )明顯下降；功率大小與線(xiàn)圈尺寸直接相關(guān)，需要大功率傳送電力時(shí)，須在基礎設施建設和電力設備方面加大投入。

　　2、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，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。

　　與電磁感應充電方式不同之處在于，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。

　　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，即“共鳴”。所以，這種磁共振狀態(tài)也稱(chēng)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%。

　　3、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。

　　為防止充電時(shí)微波外漏，充電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>

二、揭開(kāi)雪佛蘭Volt電動(dòng)車(chē)里電子設計的秘密

　　工程師們進(jìn)行工作不只是個(gè)挑戰和學(xué)習經(jīng)歷，有時(shí)也會(huì )也會(huì )是純粹的興趣。這是UBM TechInsights的產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理John Scott-Thomas與MunroAssociate高級經(jīng)理和Design Prophet的Al Steier在過(guò)去的一月里將混合動(dòng)力車(chē)Chevy Volt拆掉以觀(guān)察是什么引起呼呼和嗡嗡的聲音，同時(shí)也了解車(chē)的工藝是怎樣組合在一起的出發(fā)點(diǎn)。

　　以下是他們三天內創(chuàng )造性地拆掉VOLT所得到的一些理解。

　　能源的根源：電池組

　　VOLT的鋰電池是由排列成T字的四組模塊組成，這樣就可以將其合適的安放在后座椅的下面和前座椅中間槽這個(gè)位置。母線(xiàn)連接這四個(gè)模塊，同時(shí)也有一個(gè)緊急斷電開(kāi)關(guān)線(xiàn)去保證電池組的安全。

三、無(wú)線(xiàn)充電墊 解決電動(dòng)汽車(chē)充電難題

　　據美國底特律新聞網(wǎng)報道，電動(dòng)式以及插電式混合動(dòng)力汽車(chē)之所以不能很快普及，原因之一是其充電過(guò)程較為復雜和繁瑣，配套基礎設施建設跟不上。以雪佛蘭沃藍達與日產(chǎn)聆風(fēng)為例，駕駛者必須插上電源才能為其愛(ài)車(chē)充電，這對于龐大的汽車(chē)來(lái)說(shuō)，的確有些不太方便。

　　許多公司都在研究新方法，來(lái)掙脫插電式充電的束縛，用固定在地面上的無(wú)線(xiàn)充電墊為車(chē)輛充電。安裝在汽車(chē)底部的線(xiàn)圈，在汽車(chē)?？吭跓o(wú)線(xiàn)充電墊上時(shí)，連接到充電器上。無(wú)線(xiàn)充電墊插上插頭進(jìn)行充電，而汽車(chē)不需要插上插頭。汽車(chē)制造商以及供應商預計將在2015年左右出售該無(wú)線(xiàn)充電墊。

　　思邁汽車(chē)信息咨詢(xún)公司（IHS Automotive）專(zhuān)門(mén)從事動(dòng)力系統研發(fā)的分析師Phil Gott表示，根據部分雪佛蘭沃藍達和日產(chǎn)聆風(fēng)車(chē)主的反饋信息，很多人都抱怨電動(dòng)汽車(chē)充電電線(xiàn)難于清洗，且容易纏繞在一起。發(fā)展無(wú)線(xiàn)充電器能讓消費者省去這些煩惱。

　　據悉，目前只有兩種方式能夠實(shí)現“無(wú)線(xiàn)”充電。一種是電磁感應，類(lèi)似于電動(dòng)牙刷歸位時(shí)的原理；另一種是利用磁共振完成。

四、日本一研究小組成果：如何對行駛的電動(dòng)汽車(chē)充電

　　伴隨著(zhù)燃料革命的開(kāi)始，我們將逐漸減少對汽油的依賴(lài)，逐漸轉向可充電電池技術(shù)，因此電動(dòng)汽車(chē)逐漸開(kāi)始發(fā)展起來(lái)了，但目前存在著(zhù)一個(gè)關(guān)鍵性的問(wèn)題——如何在電動(dòng)汽車(chē)行駛過(guò)程中進(jìn)行充電呢？

　　研究小組負責人Takashi Ohir位于圖片中間，這是研究小組成員合影

　　研究小組在日本普通道路上進(jìn)行了測試，顯示電流可通過(guò)6英寸厚的道路表面進(jìn)行傳輸

　　一些國家地區已在道路旁建造了許多電子加油站，目前一支日本研究小組提出了一種新的解決方案，并成功演示了如何穿過(guò)12英寸厚混凝土對行駛中的汽車(chē)進(jìn)行充電。

　　日本豐橋科技大學(xué)研究小組在測試中基于特殊輪胎，在柏油道路對正在行駛中的汽車(chē)充電，該研究小組稱(chēng)，“電氣化道路上的電動(dòng)汽車(chē)”在道路行駛中還未遇到技術(shù)性障礙。

　　測試中的混凝土厚度放大至12英寸是沒(méi)有問(wèn)題的，盡管這需要提高電壓100倍才能驅動(dòng)一輛汽車(chē)。他指出這并不存在任何技術(shù)問(wèn)題。

　　Takashi Ohir強調，穿過(guò)混凝土的電力傳輸有效率為80-90%，或者更高。目前也有其它一些公司著(zhù)眼于開(kāi)發(fā)類(lèi)似的技術(shù)，如日本豐田公司計劃在道路上加入一個(gè)金屬板系統。

五、電動(dòng)汽車(chē)的飛輪電池儲能技術(shù)

　　飛輪電池是90年代才提出的新概念電池，當飛輪以一定角速度旋轉時(shí)，飛輪電池中有一個(gè)電機，充電時(shí)該電機以電動(dòng)機形式運轉，在外電源的驅動(dòng)下，電機帶動(dòng)飛輪高速旋轉，即用電給飛輪電池“充電”增加了飛輪的轉速從而增大其功能；放電時(shí)，電機則以發(fā)電機狀態(tài)運轉，在飛輪的帶動(dòng)下對外輸出電能，完成機械能（動(dòng)能）到電能的轉換。

　　“飛輪”這一儲能元件，已被人們利用了數千年，從古老的紡車(chē)，到工業(yè)革命時(shí)的蒸汽機，以往主要是利用它的慣性來(lái)均衡轉速和闖過(guò)“死點(diǎn)”，由于它們的工作周期都很短，每旋轉一周時(shí)間不足一秒鐘，在這樣短的時(shí)間內，飛輪的能耗是可以忽略的?，F在想利用飛輪來(lái)均衡周期長(cháng)達12～24小時(shí)的能量，飛輪本身的能耗就變得非常突出了。能耗主要來(lái)自軸承摩擦和空氣阻力。人們曾通過(guò)改變軸承結構，如變滑動(dòng)軸承為滾動(dòng)軸承、液體動(dòng)壓軸承、氣體動(dòng)壓軸承等來(lái)減小軸承摩擦力，通過(guò)抽真空的辦法來(lái)減小空氣阻力，軸承摩擦系數已小到10-3。即使如此微小，飛輪所儲的能量在一天之內仍有25%被損失，仍不能滿(mǎn)足高效儲能的要求。再一個(gè)問(wèn)題是常規的飛輪是由鋼（或鑄鐵）制成的，儲能有限。例如，欲使一個(gè)發(fā)電力為100萬(wàn)千瓦的電廠(chǎng)均衡發(fā)電，儲能輪需用鋼材150萬(wàn)噸！另外要完成電能機械能的轉換，還需要一套復雜的電力電子裝置，因而飛輪儲能方法一直未能得到廣泛的應用。

　　近年來(lái)，飛輪儲能技術(shù)取得突破性進(jìn)展是基于下述三項技術(shù)的飛速發(fā)展：一是高能永磁及高溫超導技術(shù)的出現；二是高強纖維復合材料的問(wèn)世；三是電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展。為進(jìn)一步減少軸承損耗，人們曾夢(mèng)想去掉軸承，用磁鐵將轉子懸浮起來(lái)，但試驗結果是一次次失敗。后來(lái)被一位英國學(xué)者從理論上闡明物體不可能被永磁全懸?。‥arnshaw定理），頗使試驗者心灰意冷。出乎意料的是物體全懸浮之夢(mèng)卻在超導技術(shù)中得以實(shí)現，真像是大自然對探索者的慰藉。

　　…… ……

　　讓我們看一下里面的結構吧。

　　飛輪電池原理圖飛輪儲能技術(shù)是一種新興的電能存儲技術(shù)，它與超導儲能技術(shù)、燃料電池技術(shù)等一樣，都是近年來(lái)出現的有很大發(fā)展前景的儲能技術(shù)。雖然目前化學(xué)電池儲能技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得非常成熟，但是，化學(xué)電池儲能技術(shù)存在著(zhù)諸如充放電次數的限制、對環(huán)境的污染嚴重以及對工作溫度要求高等問(wèn)題。這樣就使新興的儲能技術(shù)越來(lái)越受到人們的重視。尤其是飛輪儲能技術(shù)，已經(jīng)開(kāi)始越來(lái)越廣泛地應用于國內外的許多行業(yè)中。

六、電動(dòng)汽車(chē)蓄電池無(wú)損傷快速充電

　　面對傳統燃油汽車(chē)尾氣排放造成的污染及其對石油資源的過(guò)度消耗所引發(fā)的環(huán)境與能源問(wèn)題， 電動(dòng)汽車(chē)以其良好的環(huán)保、節能特性，成為當今國際汽車(chē)發(fā)展的潮流和熱點(diǎn)。目前世界上許多發(fā)達國家的政府、著(zhù)名汽車(chē)廠(chǎng)商及相關(guān)行業(yè)科研機構都在致力于電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)與應用推廣。

　　車(chē)載電動(dòng)汽車(chē)充電器是電動(dòng)汽車(chē)大規模商業(yè)化后不可缺少的組成部分，如何實(shí)現車(chē)載充電器對蓄電池快速無(wú)損傷充電是電動(dòng)汽車(chē)投入市場(chǎng)前必須解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文設計的充電器是一種加裝于電動(dòng)汽車(chē)上的車(chē)載充電設備，通過(guò)對目前車(chē)載蓄電池的發(fā)展現狀和發(fā)展前景進(jìn)行分析，以目前使用廣泛的閥控密封鉛酸電池為研究對象，在技術(shù)上采用目前較為先進(jìn)又成熟的逆變技術(shù)，具有體積小、重量輕、效率高、調節范圍大等特點(diǎn)。同時(shí)從功能角度，它也適合鎳鎘、鎳氫，鋰離子等類(lèi)型的動(dòng)力蓄電池。因此，具有較大的實(shí)用價(jià)值。

車(chē)載鋰離子動(dòng)力蓄電池組系統

七、細數全球十大最快電動(dòng)車(chē)輛大比拼，究竟能跑多快？

　　今天，電子發(fā)燒友網(wǎng)為您盤(pán)點(diǎn)了十大最快的電動(dòng)車(chē)輛。電動(dòng)汽車(chē)究竟能跑多快？ 事實(shí)上他們可以快到超乎你想象。不僅僅是純電動(dòng)賽車(chē)，還有電動(dòng)摩托車(chē)、電動(dòng)輪船、電動(dòng)輕型四輪車(chē)、甚至吧臺椅移動(dòng)小車(chē)都在挑戰這速度極限。

　　圖1 快速電動(dòng)車(chē)輛的行駛能源由純電力供應。純電動(dòng)車(chē)采用轉矩技術(shù)，不需要依賴(lài)離合器及換擋加速，這些優(yōu)勢使電動(dòng)汽車(chē)風(fēng)靡全球。電動(dòng)車(chē)輛始終保持高速而不用不斷加速。這就是電動(dòng)汽車(chē)為什么總能打破記錄的原因。

　　圖2電動(dòng)競速摩托車(chē)在短程高速賽車(chē)的世界里，KillaCycle（由工程師比爾。杜比發(fā)明）一度成為王者。在２００８年的邦迪米勒高速車(chē)道上，比爾。杜比的妻子以174.05英里的時(shí)速狂飆了7.955秒。 2010年十月，車(chē)手麥克布利德乘坐“火箭號”以177英里的時(shí)速將記錄打破，“火箭號”是一款由肖恩公司和橘郡摩托車(chē)廠(chǎng)聯(lián)合定制的電動(dòng)競速摩托。 9月，杜比和哈克遜將在猶他州的龐蒂克平原上駕駛一輛外形酷似雪茄的電動(dòng)摩托車(chē)。

　　圖3 商用電動(dòng)摩托有限的電池空間曾使商用電動(dòng)摩托無(wú)法超越高速公路的速度極限。隨著(zhù)更輕更高強度壓縮的電池制造技術(shù)的發(fā)展，商用電動(dòng)摩托有機會(huì )實(shí)現突破。由自由電力自行車(chē)公司制造的EM5000號，裝配了磷酸鋰離子電池，可達55英里時(shí)速，零售價(jià)為5.500美元。Zero摩托公司的街頭旋風(fēng)零型S號可達到67英里的時(shí)速，平均時(shí)速達到58英里，售價(jià)為1萬(wàn)美元。