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新能源汽车如何进行无线充电吗?

更新时间:2024-01-05 09:48:24点击次数:763次

新能源汽车的无线充电技术原理是以耦合的电磁场为媒介实现电能传递。与接触式充电相比,无线充电使用方便、安全,无火花及触电危险,无积尘和接触损耗,无机械磨损和相应的维护问题,可适应多种恶劣环境和天气。

无线充电技术有助于实现无人自动充电和移动式充电,这意味着在保证行驶里程的前提下,可以减少新能源汽车所需配备的动力电池容量,从而减轻车重,提高能量利用率。这也有助于降低新能源汽车的初始购置成本,解决其受制于大容量电池的高成本问题,进一步推动新能源汽车的市场化。

目前新能源汽车的无线充电技术分为三种:微波无线充电、电磁感应式无线充电、电磁共振式无线充电。

微波无线充电

微波无线充电是利用微波(频率在300兆赫~300千兆赫的电磁波)作为载体,在自由空间中无线传输电磁能量。这种技术可以将电能转化为微波,由发射天线发射,经过长距离传播后,再由接收天线接收,最后通过整流器等设备重新转换为电能使用。

电磁感应式无线充电

电磁感应式无线充电是利用了变压器磁耦合的原理,由原线圈通入电流,产生变化的磁通,然后在副线圈内激起感应电动势,实现供电电源与新能源汽车完全分离的电能传输技术,从而实现电能的无线化传输。

电磁感应式无线充电避免了传统电能传输方式中裸露导体的存在和接触火花的产生,克服了传统电能传输方式在一些特殊环境,如易燃易爆、水下等场合存在的弊端,实现了电能安全可靠的传送。但传输效率还不高,而且传输距离很短,基本需要贴在一起。

电磁共振式无线充电

电磁共振式无线充电则是利用送电线圈和受电线圈处于相同的共振频率,以此传输电能实现无线充电。

未来无线充电构想

未来,我们构想在道路及建筑工程建设中,由电力供应单位在路口、公共停车场的车位、单位或小区的停车位和车库下面预埋无线充电的充电器,并做好与电网或太阳能电池板的连接。汽车生产厂家则需要在汽车底部安装无线充电的接收装置,并与蓄电池等设备连接。同时,国家相关部门也需要统一发射和接收信号的频率,以便实现通用性。

目前,新能源汽车无线充电器中的电路拓扑和控制技术研究已取得了一定的成果和积累。然而,要实现其广泛应用,仍需突破一些关键技术。例如,基于传统的感应式无线充电技术,研究有限尺寸下提高变压器耦合系数的有效策略,解决移动充电系统中的“磁通分布不均”问题,从而提高系统的电能转换效率。此外,还需探索电磁共振式无线充电技术,研究其数学模型、控制特性及优化方法,为新能源汽车的大功率、低频化共振式无线充电设计提供技术支持。

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