展望電動(dòng)汽車的無(wú)線充電技術(shù)

電動(dòng)汽車的充電技術(shù)又有了新的發(fā)展，不需通過(guò)電線的連接，可以將電力傳送給電動(dòng)汽車給電池充電，這叫無(wú)線充電或非接觸式充電。試想一想，未來(lái)只要將電動(dòng)汽車停在埋設(shè)有無(wú)線充電設(shè)備的停車場(chǎng)與路旁停車位上，打開(kāi)車上充電開(kāi)關(guān)，電動(dòng)汽車就能自動(dòng)完成充電，看不到一排排充電樁，也不需要從車上拉扯下粘著灰塵的充電電纜，該是什么情景～電動(dòng)公交車還可以一邊行駛一邊進(jìn)行無(wú)線充電，公交汽車的電動(dòng)化真正到了理想極致的狀態(tài)。上面描述的無(wú)線充電情景不是科幻，其技術(shù)正在快速進(jìn)展中。目前無(wú)線充電技術(shù)已經(jīng)在手機(jī)、電腦等小功率設(shè)備應(yīng)用。在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用也只是時(shí)間問(wèn)題。

無(wú)線充電從原理上可以分為電磁感應(yīng)式、電磁共振式和微波傳輸式三種。

電磁感應(yīng)式的工作原理類似一個(gè)分離的空心變壓器，就好像把變壓器的原繞組埋設(shè)在地面下，將副繞組安裝在電動(dòng)汽車上，從而實(shí)現(xiàn)電力的傳輸。電磁感應(yīng)式目前的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)較大的傳輸功率，能達(dá)到幾百千瓦，傳輸效率可以達(dá)到90%；它的缺點(diǎn)是供電端與受電端的距離有限，目前最大約為100mm。

電磁共振式的充電是利用電磁共振原理，電源發(fā)射端通過(guò)振蕩器產(chǎn)生某種頻率的高頻振蕩電流，在發(fā)射線圈周圍形成振蕩磁場(chǎng)。當(dāng)電動(dòng)汽車進(jìn)入該磁場(chǎng)范圍，具有相同自振頻率的汽車接受端的線圈產(chǎn)生電磁共振，產(chǎn)生最強(qiáng)的振蕩電流，從而實(shí)現(xiàn)電能的傳輸。電磁共振式的能量傳輸只在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行，對(duì)系統(tǒng)外的物體不會(huì)產(chǎn)生影響，具有很高的傳輸效率，傳輸距離可以達(dá)到數(shù)米。2012年美國(guó)斯坦福大學(xué)首次提出了“駕駛充電”概念，汽車在道路上一邊行駛一邊自動(dòng)充電。該系統(tǒng)的原理是將一系列線圈埋入道路路面下，在汽車底盤(pán)裝上感應(yīng)線圈，當(dāng)電動(dòng)汽車駛過(guò)道路時(shí)，地下線圈與車上線圈產(chǎn)生電磁共振，實(shí)現(xiàn)電力輸送。據(jù)報(bào)道，這種無(wú)線充電方式效率可以達(dá)到97%。電磁共振式更能應(yīng)對(duì)發(fā)射端與接受端的位置偏差，這很適合給運(yùn)動(dòng)中汽車充電，因此具有極好的發(fā)展前景。美國(guó)Witricjt公司開(kāi)發(fā)的電磁共振式系統(tǒng)輸出功率為3.3kW，傳輸距離為200mm下綜合效率達(dá)到90%。

微波傳輸式與礦石收音機(jī)原理相似，通過(guò)天線接收微波，再將微波轉(zhuǎn)換為電流，最有可能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離電力傳送。2009年三菱重工開(kāi)發(fā)出微波充電系統(tǒng)，傳輸功率1kW，但傳輸效率僅為38%，離實(shí)際應(yīng)用還有許多問(wèn)題。相比之下，電磁感應(yīng)式電磁共振式更具有商業(yè)化的可能性。電磁共振式在技術(shù)上更具優(yōu)勢(shì)。

無(wú)線充電真正投入使用還有許多重要問(wèn)題有待解決，例如所產(chǎn)生的電池輻射對(duì)人體與環(huán)境的影響需要深入研究與評(píng)估，需要開(kāi)發(fā)更高效率、更低成本的實(shí)用化產(chǎn)品，開(kāi)展實(shí)際應(yīng)用試驗(yàn)，這些都需投入力量開(kāi)展研發(fā)工作。我國(guó)也已經(jīng)開(kāi)始了無(wú)線充電技術(shù)的研發(fā)，期待不久可以聽(tīng)到進(jìn)展的好消息。endprint