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电动汽车无线充电技术的原理是什么

2019年08月08日 11:01 次阅读

随着无线充电技术的日渐成熟,其在电动汽车领域的应用也逐渐成为了大家关注的焦点,但是在实际应用中依然存在着诸多问题,如充电效率不高、安全可靠性较差、干扰因素较多等。电动汽车无线充电技术到底还需多久才能进入我们的生活呢?

无线充电简单来说就是在不通过实体电线连接的情况下,通过电磁场或电磁波等方式来为用电设备进行充电。目前主要有三种方式:电磁感应式、电磁共振式、无线电波式。通过初级和次级线圈感应产生电流,从而将能量从传输段转移到接收端。

电磁感应式无线充电技术已经实现了大规模的量产,在生产和成本上低于其它技术,并已经经过市场的检验;但是电磁感应在传输距离上太短,随着距离的增加,充电过程中的电能损耗会增加,效率降低。通过两个振动频率相同的物体高效传输能量,当发射器和接收器端以同一频率振动时,接收器会从发射器产生的电磁场获得能量,并将其转换为电流来为移动设备供电或充电。

通过整流电路将电磁波转换成电能,从而为用电设备进行充电。无线电波的技术目前无法实现长距离有效传输,当电磁波能量越集中时,方向性才能够保证,像激光在空间传输要受到空气和尘埃的折射,导致能量转移率极低。无线充电非常的便捷。目前的汽车在补充能源上,都需要经过加油枪加油或者充电头充电,而无线充电只需要你将车停在无线充电点即可,非常方便。

安全性,这是无线充电的一大优势。目前的高电压的充电桩摆放在外面并不安全,尤其是在露天一些雨天等恶劣天气环境中,拥有极大地安全隐患。另外如果遇到恶意破坏的情况下,充电桩也非常容易引发危险。而无线充电桩埋在地下,可以很好地适应恶劣天气以及避免恶意破坏。

电动汽车无线充电技术的原理是什么

可靠性高。在车长期的使用中,车裸露的充电部分会因为杂物造成充电效率的下降以及各种问题的产生,而无线充电则只需要将无线充电模块置入汽车即可,很容易避免这些问题的产生。电动汽车无线充电普及和流行还须假以时日,而且必须跨过几个关键的坎首先,无线充电的元器件比有线充电桩要多出电磁感应相关的部件。整体成本比有线充电桩高很多,甚至是几倍。

现在商业化比较早的Plugless3.3-7kW无线充电产品价格在1500-2500美金。而有线充电桩7kW充电桩的价格300-500美金。无线充电想要大规模普及,首先要把自身价格降下来。电动汽车的无线充电,功率在3.3kW以上,存在辐射,引起金属融化,活物伤害的风险。所以无线充电产品需要保证符合规范的低辐射,并提供异物检测和活物保护两大关键功能。

异物检测(FOD,Foreignobjectdetection)需要在地面发射板中集成异物检测传感器,目前有厂家采用了电子线圈阵列作为传感器,来检测发射板和接收板之间是否有异物存在。检测物体最小约为一个硬币大小。系统一旦检测到异物,会及时采取措施,预防危险。

现在的无线充电产品一般要求发射板和接收板的偏移范围是15cm,对汽车司机也是一项小小的挑战,并对充电体验有重要影响。好在随着配备自动泊车功能的车型越来越多,集成自动泊车和无线充电系统的车辆就不需司机操心对齐的过程,能极大改善使用体验。

2007年,WHO(世界卫生组织)向各成员国推荐使用ICNIRP(国际非电离辐射防护委员会)的《限制时变电场、磁场和电磁场曝露(300GHz)导则》(ICNIRP1998)。其中提出的标准限值是工频电场强度不超过5千伏/米,磁场强度不超过0.1mT(1mT=1000μT),在此范围内的极低频(电网频率固定为50赫兹)电磁场对人体无害。2010年,根据“国际电磁场计划”的评估结果和新的科学进展,ICNIRP修订了针对100kHz以下频段的新标准(ICNIRP2010),将磁场强度的安全限值提高到0.2mT。由此可见,对于日常生活中辐射,我们大可不必过分焦虑,只要稍加注意和调节即可。

根据测试结果,这个数值远低于ICNIRP给出的安全限值,电动汽车无线充电的辐射值在安全范围以内,也就是说,电动汽车无线充电的辐射对人体不存在什么危害性。在科学技术的高速发展同时,另一方面公众对于电磁辐射的恐慌心理越来越严重,往往谈之色变,事实上我们对于辐射的担忧源自“狼来了”式的不了解。

其实,在实际使用过程中,几乎没有一个车主会坐在车里等着电动汽车充电。根据目前电动汽车无线充电的模式,电动汽车无线充电可远程操作进行,哪怕有一定的辐射,也不太可能接触到,何况,其辐射值远低于安全限值。

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