電動汽車動態充電系統
為解決電動汽車存在的充電時間慢、充電不安全等問題。開發出了基于無線電能傳輸技術的充電方法,該充電新方法能夠實現電動汽車的自動充電。采用該充電方法由于沒有插拔電線的操作,因而不會產生電弧引發觸電危險,能適應惡劣環境下的使用要求。感應電能傳輸(IPT)是目前無線電能傳輸中最為流行的技術,無線充電聯盟(WPC)已經對IPT技術開發出了針對低功率電子產品的傳輸標準,而汽車工程師協會(SAE)則在此基礎上開發出了用于電動汽車的IPT標準J2954。
標準J2954中包含了靜態IPT標準和動態IPT標準。其中,動態IPT標準主要基于供電導軌式無線充電方式進行,利用高頻交變磁場進行電能的傳輸,標準中規定產生高頻交變磁場的電流變換頻率為85kHz。此外,標準還對電磁屏蔽的設計進行說明。基于J2954中動態IPT標準,設計了一個采用IPT技術的電動汽車導軌式無線充電系統原型(圖1)。該原型系統中初級線圈和次級線圈采用12.72mm2的銅芯雙絞線,其能夠沿電動汽車行駛方向持續不斷地將15kW充電功率傳輸到電動汽車上,且電動汽車在左右偏駛200mm的情況下仍能保持充電狀態。為了消除高頻交變磁場漏磁對人體健康產生的影響,需要減小電動汽車上次級線圈的寬度,利用金屬車身實現電磁屏蔽,盡可能減少漏磁現象的產生。

圖1 電動汽車導軌式無線充電系統
刊名:IEEE Transactions on Transportation Electrification(英)
刊期:2016年第99期
作者:Adeel Zaheer
編譯:王祥