乘用車(chē)非接觸充電技術(shù)原理及應(yīng)用介紹

　　電動(dòng)車(chē)的特點(diǎn)是能夠在家里及停車(chē)場(chǎng)接上電源線(xiàn)進(jìn)行充電。但是，由于持續(xù)行駛距離問(wèn)題，充電次數(shù)比汽油車(chē)加油更加頻繁，便利性因此有可能降低。而有望解決該問(wèn)題的是利用電磁感應(yīng)等不用電線(xiàn)充電的“非接觸充電”方式。

　　不用電線(xiàn)就能進(jìn)行充電方式被稱(chēng)之為“非接觸充電”。在電動(dòng)汽車(chē)及混合動(dòng)力巴士中，已有部分車(chē)型開(kāi)始采用非接觸充電，近來(lái)，在乘用車(chē)型的EV（電動(dòng)汽車(chē)）中采用的可能性越來(lái)越高。

　　“非接觸充電”方式的巴士已于2008年2月在羽田機(jī)場(chǎng)、2009年10月在奈良分別進(jìn)行了試行駛。充電方式采用了基于電磁感應(yīng)的方式。首先在巴士中采用非接觸充電的理由是，駕駛員駕駛技術(shù)高，能將車(chē)準(zhǔn)確停到有送電線(xiàn)圈的位置。并且，運(yùn)行路線(xiàn)確定，只需很少充電設(shè)施的設(shè)置成本。

　　而乘用車(chē)型EV方面，需要開(kāi)發(fā)停車(chē)車(chē)位置有些偏差也能夠充電的技術(shù)，需要大范圍設(shè)置充電基礎(chǔ)設(shè)施。因此，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為在乘用車(chē)中采用非接觸充電還需要一段時(shí)間。

　　日產(chǎn)對(duì)非接觸充電系統(tǒng)的實(shí)用化表現(xiàn)最為積極。該公司正考慮在2013～2015年推出的第二代EV中采用。第二代EV之一是在2009年秋季東京車(chē)展上公開(kāi)的概念車(chē)“LandGlider”（圖1）。設(shè)想在配置在車(chē)輛底板下面的受電部與配置在地面上的送電部之間傳輸電力，以實(shí)現(xiàn)非接觸充電。

圖1：日產(chǎn)汽車(chē)的“LandGlider” 在2009年秋季東京車(chē)展上公開(kāi)的電動(dòng)汽車(chē)概念車(chē)。設(shè)想支持非接觸充電。考慮2013年前后實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。

　　日產(chǎn)認(rèn)為要在乘用車(chē)中普及非接觸充電，需要開(kāi)發(fā)技術(shù)并降低成本。致力于非接觸充電的最主要理由是“EV在街上充電情況會(huì)增多”。

　　有些用戶(hù)以前開(kāi)汽油車(chē)以每月1～2次的頻率進(jìn)行加油即可，而換成EV每次開(kāi)車(chē)都要充電。用戶(hù)每次充電都必須連接電源線(xiàn)，便利性隨之降低。“僅從現(xiàn)在的用電源線(xiàn)充電的方法來(lái)看，肯定有些用戶(hù)會(huì)感覺(jué)EV比汽油車(chē)麻煩”（日產(chǎn)汽車(chē)企劃與先進(jìn)技術(shù)開(kāi)發(fā)本部負(fù)責(zé)人人見(jiàn)義明），這種危機(jī)感使日產(chǎn)開(kāi)始積極開(kāi)發(fā)非接觸充電業(yè)務(wù)。

　　人見(jiàn)認(rèn)為：“現(xiàn)在的EV尚未完全發(fā)揮出電氣特性。如果非接觸充電能夠達(dá)到實(shí)用化，便可明確顯示EV與汽油車(chē)的區(qū)別，能夠提高EV的附加值”。

　　正因?yàn)槿债a(chǎn)是最關(guān)注EV普及的廠(chǎng)商，所以對(duì)充電方式的多樣化態(tài)度積極。該公司將先于其他公司，將EV的生產(chǎn)規(guī)模由2010年的年產(chǎn)5萬(wàn)輛擴(kuò)大到2012年的年產(chǎn)20萬(wàn)輛。預(yù)計(jì)2020年全球新車(chē)市場(chǎng)的1成將為EV所占據(jù)。

　　如果EV得到普及，估計(jì)在認(rèn)為可以用電線(xiàn)充電的用戶(hù)以外，還會(huì)出現(xiàn)認(rèn)為連接麻煩希望采用非接觸充電的用戶(hù)和希望采用電池更換式的用戶(hù)。預(yù)計(jì)日產(chǎn)正在開(kāi)發(fā)的非接觸充電將在高級(jí)車(chē)型和配件中采用?！胺墙佑|充電設(shè)想面向不管成本多高都想使用的用戶(hù)。將由用戶(hù)負(fù)擔(dān)數(shù)萬(wàn)日元至十幾萬(wàn)日元的費(fèi)用”（人見(jiàn)）。

　　按充電時(shí)間來(lái)劃分EV充電方式，可分為普通充電和快速充電兩種。日產(chǎn)的第二代EV設(shè)想普通充電用電線(xiàn)進(jìn)行，快速充電使用非接觸充電系統(tǒng)。由于家庭中使用便宜的深夜電力，因此可以采用使用電線(xiàn)的普通充電。

　　而在街上補(bǔ)充充電需要短時(shí)間內(nèi)完成，因此可以使用快速充電。不過(guò)，如果短時(shí)間內(nèi)插拔電線(xiàn)，尤其在雨天等情況下，會(huì)感覺(jué)充電操作不方便。因此，快速充電也將準(zhǔn)備非接觸式。

非接觸充電方式有三種

非接觸供電方式大致分為三種。①已應(yīng)用于消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品等的電磁感應(yīng)方式，②可向數(shù)米外供電的磁共振方式，③低成本的微波方式（表）。

電磁感應(yīng)是最接近實(shí)用化的方式，不過(guò)存在的問(wèn)題是送電距離比較短，如果送電部與受電部的橫向偏差較大、傳輸效率就會(huì)下降。另外，用于快速充電時(shí)，還存在基礎(chǔ)設(shè)施方的送電設(shè)備耗費(fèi)成本的問(wèn)題。

　　而針對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題，開(kāi)發(fā)出了能夠延長(zhǎng)送電距離的磁共振方式和有望降低成本的微波方式。

　　日產(chǎn)正考慮采用電磁感應(yīng)方式。該公司在2009年7月舉行的先進(jìn)技術(shù)說(shuō)明會(huì)上公開(kāi)了電磁感應(yīng)方式的非接觸充電系統(tǒng)（圖2）。系統(tǒng)是該公司與昭和飛行機(jī)工業(yè)合作開(kāi)發(fā)的。充電能力因送電線(xiàn)圈和受電線(xiàn)圈的尺寸而異，不過(guò)用于乘用車(chē)的充電能力為1k～30kW左右。

圖2：配備非接觸充電系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)車(chē)輛日產(chǎn)汽車(chē)2009年7月公開(kāi)的非接觸充電系統(tǒng)。（a）原型車(chē)是2000年上市的電動(dòng)汽車(chē)“Hypermini”。計(jì)劃在2013年推出的新一代EV中采用非接觸充電系統(tǒng)。非接觸充電系統(tǒng)是與昭和飛行機(jī)工業(yè)合作開(kāi)發(fā)的。（b）送電部和受電部。