隨著電動(dòng)汽車(EV)成為更普遍的運(yùn)輸方式,關(guān)于不同充電選項(xiàng)的討論正在增加.無線充電是過去幾年中備受關(guān)注的一種選擇.支持者將無線充電視為一種更簡單,更方便的電動(dòng)汽車充電方式,因?yàn)樗颂幚沓潆婋娎|的麻煩.此外,他們設(shè)想通過內(nèi)置于道路中的充電墊對靜止或運(yùn)動(dòng)中的車輛充電.許多公司正在積極測試系統(tǒng)-甚至提供套件-來改造用于無線充電的電動(dòng)汽車.但是,無線充電是電動(dòng)汽車的可行選擇嗎?

EV無線充電概述

無線充電背后的原理與用于對手機(jī)和電動(dòng)牙刷等低功耗設(shè)備進(jìn)行無線充電的原理相同.內(nèi)置于充電位置的初級(jí)線圈在通電時(shí)會(huì)產(chǎn)生磁場.該磁場在連接到被充電設(shè)備的電池的次級(jí)線圈中感應(yīng)出電流.當(dāng)初級(jí)線圈和次級(jí)線圈彼此處于最佳距離時(shí),無線充電效果最佳.

無線充電的類型

有兩種類型的無線充電:

●一種類型的無線充電是基本磁感應(yīng).在基本磁感應(yīng)中,初級(jí)線圈中的磁場在次級(jí)線圈中感應(yīng)出電流.這些松散耦合的線圈需要精確對準(zhǔn)以實(shí)現(xiàn)可接受的充電效率.

●另一種已被證明是一種更有效的傳輸功率的無線充電方法稱為諧振-電感耦合.在這種情況下,初級(jí)和次級(jí)線圈都使用以相同頻率諧振的振蕩電路,以產(chǎn)生精確的阻抗匹配.結(jié)果是磁場更狹窄地限制在兩個(gè)線圈之間的空間,即使在對準(zhǔn)不完美時(shí)也是如此.諧振-電感耦合或磁共振充電不僅更有效,而且是在EV充電所需的更高功率水平下管理磁場的更好方式.

在典型的EV無線充電配置中,初級(jí)線圈位于汽車下方并插入交流電源的焊盤中.次級(jí)線圈位于汽車中.停放時(shí),線圈正確對齊.

誰在開發(fā)EV無線充電?

許多公司正在開發(fā)無線EV充電技術(shù).這些包括:

●一些電動(dòng)汽車制造商正在為他們的汽車開發(fā)無線充電原型和選項(xiàng).日產(chǎn)正在為Leaf開發(fā)一種無線充電選項(xiàng),該選項(xiàng)將使用自動(dòng)停車功能將車輛精確地對準(zhǔn)其充電墊.寶馬,梅賽德斯和特斯拉也提供無線充電選項(xiàng).

●WiTricity是磁共振充電領(lǐng)域的先驅(qū),提供無線充電解決方案,充電速率在3.6kW至11kW之間,效率為90％至93％.它們的系統(tǒng)包括地面襯墊中的初級(jí)線圈和連接到車輛下側(cè)的次級(jí)線圈.一些汽車制造商正在與WiTricity合作開發(fā)其無線充電選項(xiàng).

●高通公司開發(fā)了一種名為Halo的類似無線充電解決方案,他們正在開發(fā)能夠?yàn)檎诎l(fā)展的電動(dòng)汽車充電的技術(shù).高通公司成功地為其100米測試跑道上112.654km的電動(dòng)車充電,其中初級(jí)線圈安裝在路面上.

什么是當(dāng)前的EV無線充電挑戰(zhàn)?

雖然無線充電具有很大的潛力,但無線充電尚未準(zhǔn)備好迎接黃金時(shí)段.目前普遍采用的障礙包括:

●與等效的住宅EV充電站相比,無線充電非常昂貴.

●關(guān)于大規(guī)模無線充電的磁場的影響和安全性存在未知數(shù).

●今天的解決方案提供非常慢的充電.在較大的EV電池中,慢速充電方面變得更加不利.

●缺乏無線充電標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)限制無線充電設(shè)備的便攜性-例如,無線充電停車空間可能僅適用于特定類型的汽車.

奧迪電動(dòng)汽車充電和基礎(chǔ)設(shè)施經(jīng)理克里斯托弗•米歇爾巴赫(ChristopherMichelbacher)看到了當(dāng)前以這種方式廣泛采用無線充電的挑戰(zhàn).“該技術(shù)尚未完全成熟,并且存在許多成本和操作權(quán)衡.目前,最佳應(yīng)用可能是電動(dòng)車隊(duì),而不是個(gè)人擁有的電動(dòng)車.一些車隊(duì)運(yùn)營商實(shí)際上正在考慮這一點(diǎn).在通常停放在裝卸碼頭的車輛的情況下,對齊不是一個(gè)問題,因?yàn)檐囕v的位置由裝載碼頭限定.接觸裝載臺(tái)的車輛后部是對準(zhǔn)機(jī)構(gòu).此外,一些車隊(duì)有一條預(yù)定路線,可以讓您知道他們將在充電之間使用多少能量以及他們需要多長時(shí)間充電.您也不必?fù)?dān)心不同車輛上的專有系統(tǒng),因?yàn)橄嗤目ㄜ嚳偸菚?huì)拉到裝卸碼頭.它可能適用于運(yùn)輸系統(tǒng)中的一些電池電動(dòng)公交車,它們運(yùn)行固定路線,并且他們已經(jīng)知道停車時(shí)間或已知的休息時(shí)間,他們可以在那里充電,以便全天完成他們的路線.“

EV無線充電的下一步是什么?

無線充電仍在不斷發(fā)展,但可能性值得付出.諸如可移動(dòng)初級(jí)線圈和使二次線圈更輕且線電阻更低的新材料等技術(shù)可以使無線充電解決方案更高效,并在更高功率輸出下工作.如果無線充電成功真正具有成本效益,它將徹底改變電動(dòng)汽車的充電方式,甚至是如何使用它們.

關(guān)鍵點(diǎn)

●無線傳輸功率的最有效方式是通過諧振電感耦合,其中初級(jí)和次級(jí)線圈都使用以相同頻率諧振的振蕩電路,以產(chǎn)生精確的阻抗匹配.

●高通公司已經(jīng)成功地為他們的100米測試跑道上以0.07千米/小時(shí)的速度行駛的電動(dòng)車充電,該跑道的主要線圈內(nèi)置于路面.

●目前無線電動(dòng)汽車充電的最佳應(yīng)用可能是電動(dòng)車隊(duì),例如通常停放在裝卸碼頭的卡車,并且具有使其功耗可預(yù)測的預(yù)定路線.

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