基于無線傳輸的電動汽車動態充電方法

基于無線傳輸的電動汽車動態充電方法

目前，受電池容量及充電基礎設施的限制，造成充電問題成為了電動汽車發展過程中面臨的主要問題。無線充電技術能夠解決傳統傳導式充電存在的基礎設施限制以及安全問題，因而成為了電動汽車一種較具潛力的充電方式。然而，靜態無線充電方法仍然存在充電頻繁、續駛里程短且成本高昂等問題。對此，電動汽車動態無線充電方法應運而生。

動態無線充電方法通過埋在地面下的供電導軌，在一定的區域范圍內，以高頻交變磁場的形式將電能傳輸給路面上行駛的汽車，通過汽車上的電能拾取機構為車載電池充電。地面上的感應充電裝置包含4個初級線圈，每個線圈連接一個特定的絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）模塊，4個特定IGBT模塊同時與一個通用的IGBT模塊連接。每個初級線圈前部安裝磁傳感器，當電動汽車行駛經過磁傳感器時，激活初級線圈，保證一次只激活一個初級線圈。此時，被激活初級線圈的特定IGBT模塊與通用IGBT模塊連接構成全橋變換器，從而實現電能無線傳輸。為了減少施加在初級線圈上的電壓，確保電氣隔離，防止在裸露導體發生故障且帶電的情況下發生間接觸電危險，在初級線圈上連接兩套并聯連接的變壓裝置。該電動汽車動態無線充電方法實現了電源到電池的充電效率為90%～92%，各部件的損失分別為高頻逆變器2%～3%、感應電能傳輸（IPT）模塊5%～6%、輸出整流器1%～2%。采用貼現現金流（DCF）成本分析方法，設定動態無線充電的概率為50%～60%時，則動態無線充電基礎設施投資成本的盈虧平衡點為12年到14年。

Ioannis Karakitsios et al.SAE 2017-01-9076.

編譯：王祥