電動汽車車載電能的補充方式基本分為2大類,一是充電,二是換電;而充電又分為有導線充電和無線充電兩大類。目前已經形成國家標準的有線充電。但是技術總是在進步,無線充電也是發展方向。中興公司積極推進無線充電技術在電動公交車的應用,目前進展如何?筆者理解,無線充電隨著技術進步,也會推廣開來。下面討論電動汽車無線充電的切入口,與同行分享。
一、無線充電的基本原理
無線電能傳輸(wireless power transmission ,WPT)是指一切借助某種載體實現無直接電氣連接的電能傳遞技術。最常用的載體就是耦合的電磁場。對于EV用WPT,主要是將變壓器原、副線圈分別置于車外和車內,通過高頻磁場的耦合傳輸電能。目前分為3大類技術:
1)電磁感應:充電線圈產生交變電磁場時,磁力線穿過與之分離一定距離的接收線圈,使接收線圈產生相應的感應電動勢并可對外輸出電力(見圖1)。
圖1 電磁感應技術
2)磁共振:本原理與電磁感應相同,只是發射部分和接收部分采用同一共振周波,可將阻抗限制在最低值,進行電能傳輸(見圖2)。
圖2 磁共振技術
3)微波:發射與接收均采用微波傳送技術,距離較遠,功率較小(見圖3)。
圖3 微波技術
二、基于無線電能傳輸的車用充電原理
無線充電系統工作時,發射部分將市電經專門的電源轉換模塊進行全波整流、濾波及穩壓后變換成直流電。電源管理模塊利用振蕩源將直流電逆變成高頻交流電供給發射線圈。通過2個或多個電感線圈之間的電磁耦合能量,接收線圈輸出的電流經能量接收轉換單元后為設備充電。目前市場有10KW的電動汽車無線充電裝置產品了。如果汽車是配30度電,大概3-3.5個小時可以充滿電。(見圖4、圖5)。
圖4 電動汽車無線充電示意圖
圖5 無線充電裝置示意圖
三、電動汽車無線充電切入口
國家能源局制定的《電動汽車充電基礎設施建設規劃》提出,到2020年國內充換電站數量達到1.2萬個,充電樁達到450萬個。北京、上海、廣州等一線經濟發達城市,以及人口密度大的中部地區,有利于無線充電設備的安裝。主要以電動乘用車、城市配送電動車為切入口(見圖6)。
圖6 無線充電應用切人口:目標客戶
關鍵:1)如何與這類整車廠配套;2)目前不宜與大車配套。
四、無線充電發展趨勢
無線充電的方向是替代有線充電,但是市場推廣難度比較大。主要是充電裝置功率目前還比較低,要得到主機廠的認可,目前有一定困難。標準方面有進一步加強建設。無線充電發展應用是多元的(見圖7)。
圖7 無線充電發展應用是多元
來源:第一電動網
作者:雷洪鈞
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