插電式混合動力和電動汽車的無線充電技術

?

插電式混合動力和電動汽車的無線充電技術

當前，電動汽車的普及還面臨諸多問題，如電動汽車充電還都采用插頭和插座進行直接接觸式電能傳輸，而接觸式電能傳輸存在火花及觸電等安全隱患，容易出現接觸損耗和機械磨損，充電不方便。理想的充電方式為無線充電方式（又稱為感應充電、非接觸式充電），是指一切借助某種載體實現沒有直接電氣連接的電能傳輸技術。該技術基于電磁感應原理，可實現用電設備以非接觸方式接入電網。這種充電方式較為安全、方便，便于實現移動式充電，可以大幅減少電動汽車電池容量，減輕車體質量，進而降低電動汽車成本，推進電動汽車市場化。因此，為實現電動汽車的市場化，最為重要的是無線充電技術解決了充電接口不一致的問題，為充電站的建設解決了一大難題。

對于電動汽車和插電式混合動力汽車，主要是將變壓器原、副繞組分別置于車外和車內，通過高頻磁場的耦合傳輸電能。無線充電形式包括射頻、微波、電磁感應、電磁共振、電容耦合5種。本文重點介紹電磁感應以及電磁共振2種無線充電技術。電磁感應無線電能傳輸技術是基于電磁感應原理且在較近距離下進行無線電能傳輸的技術，其傳輸功率較大，但傳輸距離較短，距離增大時傳輸效率急劇下降。電磁共振式無線電能傳輸技術原理是在接收天線固有頻率與發射場電磁頻率一致時產生電磁共振，發生強電磁耦合來實現電能傳輸。由于電磁共振式無線電能傳輸技術可顯著提高能量傳輸效率，因而受到業界的關注。目前，最接近實用的是電磁感應式技術，未來將會逐步朝電磁共振式技術以及電容耦合技術方向發展。

Kaneko, Y et al. Power Electronics and Drive Systems (PEDS), 2013 IEEE 10th International Conference on 22-25 April 2013.

編譯：賀蓉