隨著電動汽車(EV)成為更普遍的運輸方式,關(guān)于不同充電選項的討論正在增加.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,更方便的電動汽車充電方式,因為它消除了處理充電電纜的麻煩.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動中的車輛充電.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汽車.但是,無線充電是電動汽車的可行選擇嗎?

EV無線充電概述

無線充電背后的原理與用于對手機和電動牙刷等低功耗設(shè)備進行無線充電的原理相同.內(nèi)置于充電位置的初級線圈在通電時會產(chǎn)生磁場.該磁場在連接到被充電設(shè)備的電池的次級線圈中感應(yīng)出電流.當(dāng)初級線圈和次級線圈彼此處于最佳距離時,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,初級線圈中的磁場在次級線圈中感應(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,初級和次級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線圈之間的空間,即使在對準(zhǔn)不完美時也是如此.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,初級線圈位于汽車下方并插入交流電源的焊盤中.次級線圈位于汽車中.停放時,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.日產(chǎn)正在為Leaf開發(fā)一種無線充電選項,該選項將使用自動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.

●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線圈和連接到車輛下側(cè)的次級線圈.一些汽車制造商正在與WiTricity合作開發(fā)其無線充電選項.

●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)能夠為正在發(fā)展的電動汽車充電的技術(shù).高通公司成功地為其100米測試跑道上112.654km的電動車充電,其中初級線圈安裝在路面上.

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)用可能是電動車隊,而不是個人擁有的電動車.一些車隊運營商實際上正在考慮這一點.在通常停放在裝卸碼頭的車輛的情況下,對齊不是一個問題,因為車輛的位置由裝載碼頭限定.接觸裝載臺的車輛后部是對準(zhǔn)機構(gòu).此外,一些車隊有一條預(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間充電.您也不必擔(dān)心不同車輛上的專有系統(tǒng),因為相同的卡車總是會拉到裝卸碼頭.它可能適用于運輸系統(tǒng)中的一些電池電動公交車,它們運行固定路線,并且他們已經(jīng)知道停車時間或已知的休息時間,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.諸如可移動初級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,它將徹底改變電動汽車的充電方式,甚至是如何使用它們.

關(guān)鍵點

●無線傳輸功率的最有效方式是通過諧振電感耦合,其中初級和次級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/小時的速度行駛的電動車充電,該跑道的主要線圈內(nèi)置于路面.

●目前無線電動汽車充電的最佳應(yīng)用可能是電動車隊,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.