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  • 汽车充电桩汽车无线充电技术初解析

    现在大家手里的电子小玩意很多,时不时就有同事跑一圈借各种充电器的情况。对于电动车这样的大家伙,目前由于各家厂商标准不一,实际上也是各种接口并存,那么有没有比同一接口标准更方便的方法来给多种电动车充电呢?这就是我们今天说到的无线充电技术。

    汽车充电桩汽车无线充电技术初解析

    汽车充电桩汽车无线充电技术初解析

    Q1:无线充电有哪些方式?原理是什么?

    A:常见的有感应式,共振式和微波传输式等形式,都利用电磁感应原理

    实际上现在划分的无线充电类型有好些种,比如感应式、共振式、微波传输式等等,不过总体来说,它们的基本原理都是一样的,就是利用交变电磁场的电磁感应,来实现能量的无线传输。

    汽车充电桩汽车无线充电技术初解析

    感应式的无线电能传输算是目前比较成熟的技术,很多手机无线充电、甚至我们常见的电磁炉就是利用的这种原理。由于数码设备空间小,接收线圈也小,加上充电设备功率小,所以通常充电的距离近(甚至需要与充电座接触),不过相对电磁辐射也小。

    汽车充电桩汽车无线充电技术初解析

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    共 振式则是著名的麻省理工目前在开发的一类充电技术,说起来也不复杂,他们利用电磁感应现象,加上共振的原理,能够提升无线充电的效率,共振传输的距离比普 通感应式更远一些,而麻省理工目前正在进行小型化的研究——对于车长好几米的电动车来说,这方面的技术压力倒不是太大。

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    微 波传输此前更多出现在科幻电影或者小说里面,实际上它也是无线电力传输的一个很好的方式,只不过受到发送功率等方面的限制,并未大规模实用化。微波传输的 最大好处就是传输距离远,甚至可以实现航天器与地面之间的能量传输,同时还可以实现定向传输(发射天线有方向性),未来前景值得期待。

    汽车充电桩汽车无线充电技术初解析

    Q2:无线充电的好处有哪些?

    A:不需要携带电缆,利于多种接口标准的统一

    无 线充电的第一个好处就是,没有线了,看起来像是废话,但是想想那些到处找充电器或者数据线的同学们,这样实实在在的好处一点都不是废话。另外,无线充电在 硬件方面的标准更容易统一,毕竟说服各家厂商把有线充电的接口都统一并不容易——在手机这方面就比较明显,各家的充电器都不太一样,但是无线制式却只有那 么几种。

    汽车充电桩汽车无线充电技术初解析


    Q3:有待解决的问题有哪些?

    A:传输效率,电磁兼容都是实现工程化需要解决的问题

    传输效率是所有无线充电都面临的问题,对于电动车这样充电功率更大的“电器”来说更是如此——电能首先转换为无线电波,再由无线电波转换成电能,这两次转换都会损失不少的能量——这与本身就是绿色、环保的电动车来说,似乎显得有些格格不入。


    电 磁兼容也是无线充电需要解决的技术瓶颈之一,众所周知,电磁波很容易产生泄漏,当大功率的车用无线充电设备运行时,也会对周围的生物和电子设备产生影响, 甚至会危害人体健康,在大家谈辐射色变的今天是很敏感的话题,所以这方面如何处理也是电动车无线充电实现工程化需要解决的问题。

    此外无线充电还是会面临电气标准等方面的问题,也是需要工程师和汽车厂商需要去解决的,不过相信关键技术问题解决之后,这些问题在大趋势下也会迎刃而解。

  • 两种电动汽车无线充电方式原理

    电动汽车无线充电方式主要分为两种。

      一种是电磁感应原理,没错,就是初中物理学的电磁感应,原理很简单,可是依靠这个原理进行无 线充电,实现起来却是近些年的事情,手机如lumia 920 2012 年才把这个技术正式引入手机界。它就是利用这个原理来实现无线充电的,但是这个方法有最大缺点就是因为电磁耦合的关系对无线充电的要求较为严格,需要考虑 两个线圈有没有对准,两个线圈之间的距离等等。虽然有这么多缺点,但是目前来说取得较大进步和成就却是这个方面,还制订了 QI 标准。电动汽车方面,目前实现了无线充电的反而不是广为人知的特斯拉,美国 Evatran 公司利用这个原理为 2014 款日产 NISSAN 聆风提供了无线充电设备。

    揭秘:两种电动汽车无线充电方式原理

     另一种就是磁共振的原理了。简单的说就是接受线圈和发射线圈处于一个相同的共振频率来传输能量,这种方法有缺点也有优点,先说优点,优点就是无需最准, 且理论上线圈距离可以很大(实际到目前为止国内最牛的东南大学研制成功的最大是 50cm 级别),缺点就是需要对频率进行保护。其实对比就知道磁共振其实更加适合用于汽车充电,国内外对于这一块也是积极的在研究。东南大学是目前国内在这方面做 的最成功,国外的话已经用于商用的有 WiTricity 公司研制的 WIT-3300。


      其实目前来说汽车无线充电刚刚起步,就实用方面来说还不强,主要原因有以下几点:

      1、造价昂贵。Evatran 的 plugless 售价基本上是有线充电的 5~6 倍左右,而且目前无线充电也只比有线充电少了一个插电源的步骤,而且雷电交加的天气应该也不会有人去充电吧!这么一对比其实无线充电要走的路还有很长。

      2、缺少行业标准。这个简单,刚起步,每个公司做的都不一样,总不能一辆汽车配一个专门的无线充电器吧,那和有线充电的区别就不大了,要实现一个充电器可以给多辆汽车充电才是未来的发展方向。

      3、需要消除人们对于电磁辐射的恐慌心理。现在有很多人相信手机辐射致癌,那看到这么大的电磁装置还不吓死。

      虽然无线充电任重道远,但是发展前景被业内人士看好。


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