電動汽車無線充電原理

電動汽車無線充電的原理主要基于電磁感應、磁場共振和無線電波傳輸技術。以下是三種技術的介紹：

電磁感應。這種方式通過在充電基座和電動汽車上分別安裝初級和次級線圈來實現(xiàn)無線充電。當兩個線圈靠近并處于同一頻率時，它們之間會產(chǎn)生磁場共振，形成一個能量傳輸通道，從而將電能從充電基座無線傳輸?shù)诫妱悠嚨碾姵刂小?345678

磁場共振。這種技術利用兩個線圈之間磁場的變化來產(chǎn)生共振，實現(xiàn)能量的無線傳遞。當電動汽車駛近充電基座時，兩個線圈對準并處于同一頻率，形成一個能量傳輸通道，從而將電能從充電基座傳輸?shù)诫妱悠嚨碾姵刂小?46

無線電波傳輸。這種方式通過發(fā)射器發(fā)射無線電波，接收器接收無線電波并將其轉(zhuǎn)化為電能。這種方式具有傳輸距離遠、無需接觸等優(yōu)點，但充電效率較低，需要較大的功率，對環(huán)境有一定的影響。46

這些技術都允許在無需物理接觸的情況下為電動汽車充電，提供了更加便捷和安全的能源補充方式。電動汽車無線充電技術通過埋于地面下的供電導軌以高頻交變磁場的形式將電能傳輸給運行在地面上一定范圍內(nèi)的車輛接收端電能拾取機構，進而給車載儲能設備供電，可使電動汽車搭載少量電池組，延長其續(xù)航里程，同時電能補給變更加安全、便捷。動態(tài)無線供電技術的主要參數(shù)指標有電能傳輸距離、功率、效率、藕合機構側移適應能力、電磁兼容性等。因而，開發(fā)大功率、高效率、強側移適應能力、低電磁輻射、成本適中的動態(tài)無線供電系統(tǒng)，成為國內(nèi)外各大研究機構當前的主要研究熱點。

為了節(jié)約能源，減少環(huán)境污染，電動汽車受到了世界各國的大力推廣。由于電池容量及充電基礎設施等條件的限制，充電問題成為電動汽車發(fā)展過程中而臨的最主要的瓶頸問題。由于無線充電技術可以解決傳統(tǒng)傳導式充電面臨的接口限制、安全問題等而逐漸發(fā)展成為電動汽車充電的主要方式。然而，靜態(tài)無線充電與有線充電同樣存在著充電頻繁、續(xù)航里程短、電池用量大且成本高昂等問題。特別是對于電動巴士一類的公交車輛，其連續(xù)續(xù)航能力格外重要。在這樣的背景下，電動汽車動態(tài)無線充電技術應運而生，通過非接觸的方式為行駛中的電動汽車實時地提供能量供給。

我們這里說的電動汽車的無線充電是指為高壓動力電池進行補能的大功率充電方式，這在新能源行業(yè)內(nèi)已經(jīng)不是什么新的東西了，也前前后后發(fā)展了很多年了，一直是不溫不火，沒有真正的發(fā)展起來。

為便于大家對無線充電有一個整體的了解，咱們還是從最基本的聊起吧。

一、無線充電技術的原理

電動汽車無線充電是以耦合的電磁場為媒介實現(xiàn)電能的傳遞，對于電動汽車進行無線充電(補能)，相比于車載OBC而言，最最重要的區(qū)別是變壓器這塊，由原來是緊耦合變成了松耦合，即變壓器的原、副邊繞組分別置于車外和車內(nèi)，通過高頻磁場耦合來傳輸電能，將交流電變?yōu)榻o電池充電的直流電

。大致的系統(tǒng)框圖如下：

備注：數(shù)據(jù)來源于網(wǎng)絡

二、無線充電技術的優(yōu)點

其實，說起無線充電的優(yōu)點，各種論文、各種報告，大家去網(wǎng)上一搜，都會有一堆寫的與有線充電相比的優(yōu)勢。但是從我個人的理解，很多優(yōu)點大多是有些牽強的，至少是理由不那么充分的或者是優(yōu)勢不明顯的。 再有可能就是到目前為止，不管是主機廠也好、零部件供應商也好，都還沒把無線充電的真正價值挖掘出來或者說應用場景還比較單一。

即使是這樣，咱們還是要說說無線充電的幾個優(yōu)點;

1、安全可靠。怎么理解這個安全可靠呢?無線充電相對于有線充電而言，無線充電都是自動充電，用戶沒有插槍的動作，接觸到帶電體的概率大大降低了，所以觸電的風險也就大大降低了，從這個角度來說，安全性是有提高的。

2、充電場地的空間利用率高。這個又怎么理解呢?其實對于單獨的車位這個是不明顯的，即使是有線充電，一把槍線占用車位的空間也不是很大。但是對于充電站而已，如果能采用集中式的功率模塊布置，還是會有一些優(yōu)勢的;我們可以將墻端的功率模塊采取集中式的布置，每個車位后面就可以節(jié)省一些布置功率模塊和槍、線的空間。布置的充電位越多，空間節(jié)省的就越多。 再有就是原邊線圈都放置并固定在車位上，不會額外占用更多的空間。

3、智能化程度高。無線充電相對于有線充電，就是不需要用戶去插槍這個動作，解放了用戶的雙手。但是最最重要的還是要給自動泊車技術(RPA、APA、AVP)進行一個系統(tǒng)融合，借助于自動泊車的技術給無線充電賦能，實現(xiàn)自動停車、自動充電的功能。從這個場景應用來說，無線充電與有點充電相比，其智能化程度是要高的。

4、維護和管理方便。這個主要是針對以后可能的公共運營來說的。有線充電的充電槍經(jīng)過N多次的插槍拔槍以后，再加之充電場站的環(huán)境也比較惡劣，灰塵、水汽等也會不斷的進入槍頭，從而也會進一步加劇充電槍頭的磨損，充電槍頭一旦磨損，充電槍與充電座對接后接觸電阻就會增加，在充電時，發(fā)熱量就會增加，一旦溫度超了限值，就會啟動過溫保護，影響充電的效率甚至停止充電。要解決這個問題，可能就需要更換充電插頭(一般都需要連同線纜一起更換)，這個維護起來，成本還是比較高的，操作也不方便。