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電動汽車無線充電技術解析

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電動汽車無線充電技術解析

發布日期:2016-11-03 作者:鹽城市惠眾新能源科技有限公司 點擊:

電動汽車的充電裝置相當于汽車燃料的加油站,人們研發出了三種非接觸式電動汽車充電裝置,并不同程度地進入了商業化運營。非接觸充電裝置有哪些類型?基本工作原理是什么?它的充電效率、安全性、便利性如何?這些,都是我們所關注的。
電動汽車無線充電原理 電動汽車無線充電技術解析
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一、非接觸充電裝置的類型
非接觸充電裝置有電磁感應、磁共振、微波三種方式。
二、非接觸充電裝置的優勢
與電動汽車相比,傳統燃料汽車不僅在使用便利性、整備質量、續駛能力、制造和使用成本等方面存在諸多優勢,而且燃料補充也無需消耗更多的時間。
電動汽車不但充電時間長,更換電池或利用充電樁等通過電纜充電的模式,也存在操作上的不便,而且雨天作業的安全性問題,更是令人擔憂。
相比而言, 非接觸充電裝置不需要用電纜將車輛與供電系統連接,便可以直接對其進行快速充電。加之非接觸快速充電能夠布置在停車場、住宅、路邊等多種場所,又可以為各種類型的電動汽車(包括插電式混合動力汽車)提供充電服務,使電動汽車隨時隨地充電變為可能。對于公交車,可以將充電設施布置在終點站、樞紐站、換乘站等地點,利用短暫的停車時間便可以完成快速充電。
三、非接觸充電裝置的工作原理
1、電磁感應方式
電磁感應通過送電線圈和接收線圈之間傳輸電力,是最接近實用化的一種充電方式。當送電線圈中有交變電流通過時,發送(初級)、接收(次級)兩線圈之間產生交替變化的磁束,由此在次級線圈產生隨磁束變化的感應電動勢,通過接收線圈端子對外輸出交變電流。
目前存在的問題是:送電距離比較短(約100mm左右),并且送電與接受兩部分出現較大偏差時,則電力傳輸效率就會明顯下降;功率大小與線圈尺寸直接相關,需要大功率傳送電力時,須在基礎設施建設和電力設備方面加大投入。
2、磁共振方式
磁共振傳送方式由美國麻省理工學院(MIT)于2007年研制成功,公諸于世以來,一直備受世界各國的普遍關注。
它主要由電源、電力輸出、電力接收、整流器等主要部分組成,原理與電磁感應方式基本相同。電源傳送部分有電流通過時,所產生的交變磁束使接收部分產生電勢,為電池充電時輸出電流。
與電磁感應充電方式不同之處在于,磁共振方式加裝了一個高頻驅動電源,采用兼備線圈和電容器的LC共振電路,而并非由簡單線圈構成送電和接收兩個單元。
共振頻率的數值,會隨送電與接收單元之間距離的變化而改變。當傳送距離發生改變時,傳輸效率也會像電磁感應一樣迅速降低。為此,可通過控制電路調整共振頻率,使兩個單元的電路發生共振,即“共鳴”。所以,這種磁共振狀態也稱為“磁共鳴”。
在控制回路的作用下改變傳送與接收的頻率,可將電力傳送距離增大至數米左右,同時將兩單元電路的電阻降至最小以提高傳送效率。
當然,傳輸效率還與發送與接收電單元的直徑相關,傳送面積越大,傳輸效率也越高。目前的傳輸距離可達400mm左右,傳輸效率可達95%。
3、微波方式
使用2.45GHz的電波發生裝置傳送電力,發送裝置與微波爐使用的“磁控管”基本相同。傳送的微波也是交流電波,可用天線在不同方向接收,用整流電路轉換成直流電為汽車電池充電。
為防止充電時微波外漏,充電部分裝有金屬屏蔽裝置。使用中,送電與接收之間的有效屏蔽可防止微波外漏。
目前存在的主要問題是,磁控管產生微波時的效率過低,造成許多電力變為熱能被白白消耗

相關標簽:電動汽車充電樁

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