電動車的三種非接觸充電方式
目前存在的問題是:送電距離比較短(約100mm左右),并且送電與接受兩部分出現(xiàn)較大偏差時,則電力傳輸效率就會明顯下降;功率大小與線圈尺寸直接相關(guān),需要大功率傳送電力時,須在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和電力設(shè)備方面加大投入。
二、磁共振方式
磁共振傳送方式由美國麻省理工學(xué)院(MIT)于2007年研制成功,公諸于世以來,一直備受世界各國的普遍關(guān)注。
它主要由電源、電力輸出、電力接收、整流器等主要部分組成,基本原理與電磁感應(yīng)方式基本相同。電源傳送部分有電流通過時,所產(chǎn)生的交變磁束使接收部分產(chǎn)生電勢,為電池充電時輸出電流。
不同之處在于,磁共振方式加裝了一個高頻驅(qū)動電源,采用兼?zhèn)渚€圈和電容器的LC共振電路,而并非由簡單線圈構(gòu)成送電和接收兩個單元。
磁共振方式的基本工作原理
共振頻率的數(shù)值,會隨送電與接收單元之間距離的變化而改變。當(dāng)傳送距離發(fā)生改變時,傳輸效率也會像電磁感應(yīng)一樣迅速降低。為此,可通過控制電路調(diào)整共振頻率,使兩個單元的電路發(fā)生共振亦即“共鳴”。所以,也稱這種磁共振狀態(tài)為“磁共鳴”。
在控制回路的作用下改變傳送與接收的頻率,可將電力傳送距離增大至數(shù)米左右,同時將兩單元電路的電阻降至最小以提高傳送效率。
當(dāng)然,傳輸效率還與發(fā)送與接收電單元的直徑相關(guān),傳送面積越大,傳輸效率也越高。目前的傳輸距離可達400mm左右,傳輸效率可達95%。
三、微波方式
使用2.45GHz的電波發(fā)生裝置傳送電力,發(fā)送裝置與微波爐使用的“磁控管”基本相同。傳送的微波也是交流電波,可用天線在不同方向接收,用整流電路轉(zhuǎn)換成直流電為汽車電池充電,并且可以實現(xiàn)一點對多點的遠距離傳送。
微波方式可以同時一點對多點的遠距離傳送
為防止充電時微波外漏,充電部部分裝有金屬屏蔽裝置。使用中,送電與接收之間的有效屏蔽可防止微波外漏。
目前存在的主要的問題是,磁控管產(chǎn)生微波時的效率過低,造成許多電力變?yōu)闊崮鼙话装紫摹?P> 非接觸充電裝置在日本的應(yīng)用
2009年7月,日產(chǎn)與昭和飛行機公司公開了電磁感應(yīng)式非接觸充電系統(tǒng),其傳輸距離為100mm左右,傳輸效率可達90%。
但是,當(dāng)停車位置出現(xiàn)偏差而導(dǎo)致發(fā)送與接收盤之間出現(xiàn)較大誤差時,則會嚴(yán)重影響電力傳送效率。目前,正在致力于停車的橫、縱向偏差在200~300mm范圍,同樣確保其具有90%以上傳輸效率的研究。
充電工作狀態(tài),圖中上為車載部分,下為傳送部分
車載接收裝置總成
昭和飛行機公司研制的電磁感應(yīng)式非接觸充電裝置
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