电动汽车车载电能的补充方式基本分为2大类,一是充电,二是换电;而充电又分为有导线充电和无线充电两大类。目前已经形成国家标准的有线充电。但是技术总是在进步,无线充电也是发展方向。中兴公司积极推进无线充电技术在电动公交车的应用,目前进展如何?笔者理解,无线充电随着技术进步,也会推广开来。下面讨论电动汽车无线充电的切入口,与同行分享。
一、无线充电的基本原理
无线电能传输(wireless power transmission ,WPT)是指一切借助某种载体实现无直接电气连接的电能传递技术。最常用的载体就是耦合的电磁场。对于EV用WPT,主要是将变压器原、副线圈分别置于车外和车内,通过高频磁场的耦合传输电能。目前分为3大类技术:
1)电磁感应:充电线圈产生交变电磁场时,磁力线穿过与之分离一定距离的接收线圈,使接收线圈产生相应的感应电动势并可对外输出电力(见图1)。
图1 电磁感应技术
2)磁共振:本原理与电磁感应相同,只是发射部分和接收部分采用同一共振周波,可将阻抗限制在最低值,进行电能传输(见图2)。
图2 磁共振技术
3)微波:发射与接收均采用微波传送技术,距离较远,功率较小(见图3)。
图3 微波技术
二、基于无线电能传输的车用充电原理
无线充电系统工作时,发射部分将市电经专门的电源转换模块进行全波整流、滤波及稳压后变换成直流电。电源管理模块利用振荡源将直流电逆变成高频交流电供给发射线圈。通过2个或多个电感线圈之间的电磁耦合能量,接收线圈输出的电流经能量接收转换单元后为设备充电。目前市场有10KW的电动汽车无线充电装置产品了。如果汽车是配30度电,大概3-3.5个小时可以充满电。(见图4、图5)。
图4 电动汽车无线充电示意图
图5 无线充电装置示意图
三、电动汽车无线充电切入口
国家能源局制定的《电动汽车充电基础设施建设规划》提出,到2020年国内充换电站数量达到1.2万个,充电桩达到450万个。北京、上海、广州等一线经济发达城市,以及人口密度大的中部地区,有利于无线充电设备的安装。主要以电动乘用车、城市配送电动车为切入口(见图6)。
图6 无线充电应用切人口:目标客户
关键:1)如何与这类整车厂配套;2)目前不宜与大车配套。
四、无线充电发展趋势
无线充电的方向是替代有线充电,但是市场推广难度比较大。主要是充电装置功率目前还比较低,要得到主机厂的认可,目前有一定困难。标准方面有进一步加强建设。无线充电发展应用是多元的(见图7)。
图7 无线充电发展应用是多元
来源:第一电动网
作者:雷洪钧
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