隨著電動(dòng)汽車(chē)(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(wú)線充電是過(guò)去幾年中備受關(guān)注的一種選擇.支持者將無(wú)線充電視為一種更簡(jiǎn)單,更方便的電動(dòng)汽車(chē)充電方式,因?yàn)樗颂幚沓潆婋娎|的麻煩.此外,他們?cè)O(shè)想通過(guò)內(nèi)置于道路中的充電墊對(duì)靜止或運(yùn)動(dòng)中的車(chē)輛充電.許多公司正在積極測(cè)試系統(tǒng)-甚至提供套件-來(lái)改造用于無(wú)線充電的電動(dòng)汽車(chē).但是,無(wú)線充電是電動(dòng)汽車(chē)的可行選擇嗎?

EV無(wú)線充電概述

無(wú)線充電背后的原理與用于對(duì)手機(jī)和電動(dòng)牙刷等低功耗設(shè)備進(jìn)行無(wú)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(chǎng).該磁場(chǎng)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(wú)線充電效果最佳.當(dāng)然體內(nèi)也少不了石英晶振的鼎力相助.

無(wú)線充電的類(lèi)型

有兩種類(lèi)型的無(wú)線充電:

●一種類(lèi)型的無(wú)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(chǎng)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(duì)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(wú)線充電方法稱(chēng)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石英晶體振蕩器振蕩電路,以產(chǎn)生精確的阻抗匹配.結(jié)果是磁場(chǎng)更狹窄地限制在兩個(gè)線圈之間的空間,即使在對(duì)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(chǎng)的更好方式.

在典型的EV無(wú)線充電配置中,初級(jí)線圈位于汽車(chē)下方并插入交流電源的焊盤(pán)中.次級(jí)線圈位于汽車(chē)中.停放時(shí),線圈正確對(duì)齊.

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)仍舊是一款電子產(chǎn)品,基本上整個(gè)系統(tǒng)包含了兩件東西,一個(gè)是插在插座上的發(fā)信器,另一個(gè)是整合在電子產(chǎn)品上,跟硬幣大小差不多的接收器(技術(shù)核心),只要在一定的范圍內(nèi)(目前是在90厘米的距離內(nèi)),電能可以瞬間自發(fā)信器傳到對(duì)應(yīng)的接受器,而在這體內(nèi)也使用到了貼片晶振,有源晶振等電子元件.當(dāng)然還有的電子產(chǎn)品必備的32.768K晶振.

誰(shuí)在開(kāi)發(fā)EV無(wú)線充電?

許多公司正在開(kāi)發(fā)無(wú)線EV充電技術(shù).這些包括:

●一些電動(dòng)汽車(chē)制造商正在為他們的汽車(chē)開(kāi)發(fā)無(wú)線充電原型和選項(xiàng).日產(chǎn)正在為L(zhǎng)eaf開(kāi)發(fā)一種無(wú)線充電選項(xiàng),該選項(xiàng)將使用自動(dòng)停車(chē)功能將車(chē)輛精確地對(duì)準(zhǔn)其充電墊.寶馬,梅賽德斯和特斯拉也提供無(wú)線充電選項(xiàng).

●WiTricity是磁共振充電領(lǐng)域的先驅(qū),提供無(wú)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(chē)輛下側(cè)的次級(jí)線圈.一些汽車(chē)制造商正在與WiTricity合作開(kāi)發(fā)其無(wú)線充電選項(xiàng).

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

有使用到發(fā)射器和接收器,同樣也會(huì)使用到的3225晶振,有利于的數(shù)據(jù)傳輸功能.而它的原理便是無(wú)線充電是指利用電磁波感應(yīng)原理進(jìn)行充電的設(shè)備,原理類(lèi)似于變壓器.在發(fā)送和接收端各有一個(gè)線圈,發(fā)送端線圈連接有線電源產(chǎn)生電磁信號(hào),接收端線圈感應(yīng)發(fā)送端的電磁信號(hào)從而產(chǎn)生電流給電池充電.經(jīng)過(guò)無(wú)線充電器電源管理模塊后輸出的直流電通過(guò)2M有源晶振逆變轉(zhuǎn)換成高頻交流電供給初級(jí)繞組.當(dāng)然對(duì)于這種比較高精密的電子產(chǎn)品,使用的石英晶體振蕩器也是較多的.

什么是當(dāng)前的EV無(wú)線充電挑戰(zhàn)?

雖然無(wú)線充電具有很大的潛力,但無(wú)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(wú)線充電非常昂貴.

●關(guān)于大規(guī)模無(wú)線充電的磁場(chǎng)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(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)限制無(wú)線充電設(shè)備的便攜性-例如,無(wú)線充電停車(chē)空間可能僅適用于特定類(lèi)型的汽車(chē).

奧迪電動(dòng)汽車(chē)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(wú)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(chē)隊(duì),而不是個(gè)人擁有的電動(dòng)車(chē).一些車(chē)隊(duì)運(yùn)營(yíng)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(chē)輛的情況下,對(duì)齊不是一個(gè)問(wèn)題,因?yàn)檐?chē)輛的位置由裝載碼頭限定.接觸裝載臺(tái)的車(chē)輛后部是對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu).此外,一些車(chē)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(zhǎng)時(shí)間充電.您也不必?fù)?dān)心不同車(chē)輛上的專(zhuān)有系統(tǒng),因?yàn)橄嗤目ㄜ?chē)總是會(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(chē),它們運(yùn)行固定路線,并且他們已經(jīng)知道停車(chē)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(wú)線充電的下一步是什么?

無(wú)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(wú)線充電解決方案更高效,并在石英晶振更高功率輸出下工作.如果無(wú)線充電成功真正具有成本效益,它將徹底改變電動(dòng)汽車(chē)的充電方式,甚至是如何使用它們.

關(guān)鍵點(diǎn)

●無(wú)線傳輸功率的最有效方式是通過(guò)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)生有源晶振精確的阻抗匹配.

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

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