电动汽车无线充电原理 电动汽车无线充电设计案例

随着时代进步，电动汽车成为热门行业产物，新能源成为人们热门专注的话题。相对于电动汽车的有线充电而言，无线充电具有使用方便、安全、可靠，没有电火花和触电的危险，无积尘和接触耗损，无机械磨损，没有相应的维护问题，可以适应雨雪等恶劣的天气和环境等优点。

1：电动汽车无线充电原理

目前电动汽车无线充电技术主要采用电磁感应式和磁场共振式。

电动车无线充电的基本原理，相比于有线充电，主要是多了接收线圈，简略了充电接口。

电磁感应式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。初级线圈一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈钟产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端。使用时要求两个设备的距离必须很近，供电距离控制在0mm～10cm左右，而且充电只能对准线圈一对一进行。电磁感应式无线充电的能量转换率高，传输功率范围较大，能从几瓦到几千瓦。磁场共振式原理与声波共振类似，只要两个介质具有相同的共振频率，就能够传递能量。这种方式的充电距离在电磁感应式与无线电波式之间，优点是传输功率较大，能够达到几千瓦，可以同时对多个设备进行充电，不要求两个设备之间线圈对应;缺点就是损耗很高，距离越远，传输功率越大，损耗也就越大，最麻烦的是必须对使用的频段进行保护。

2：电动汽车无线充电技术

日产魔方电动车：采用了可在供电线圈和受电线圈之间提供电力的电磁感应方式。即将一个受电线圈装置安装在汽车的底盘上，将另一个供电线圈装置安装在地面，当电动汽车驶到供电线圈装置上，受电线圈即可接受到供电线圈的电流，从而对电池进行充电。目前，这套装置的额定输出功率为10kW，一般的电动汽车可在7-8小时内完成充电。

日本无线充电式混合动力巴士：电磁感应式，供电线圈是埋入充电台的混凝土中的。车开上充电台后，当车载线圈对准供电线圈后(重合)，车内的仪表板上有一个指示灯会亮，司机按一下充电按钮，就开始充电。

目前无线充电方式共有三种：电磁感应式充电、磁场共振充电和无线电波式充电。

电磁感应式充电：在初级线圈中存在一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈中产生了电流，从而将能量由输出端传送至接收端，完成无线充电。

磁场共振充电：无线充电技术应用源于无线电力输送技术，利用磁共振在充电器与设备之间的空气中传输电荷，线圈和电容器则在充电器与设备之间形成共振，实现电能高效传输的技术。

无线电波式充电：主要有微波发射装置和微波接收装置组成，如图，接收电路，可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量，在随负载作出调整的同时保持稳定的直流电压。

一般来说，利用电磁感应原理的无线供电技术最具现实性，并且现在在电动汽车上有实际应用;电磁感应式非接触充电系统存在以下三方面的问题：(1)送电距离比较短，如果两个线圈的横向偏差较大传输效率就会明显下降。目前来看只能实现传输距离为10cm左右，需要考虑很多的散热问题，比如线圈之间的发热。(2)耦合的辐射问题，电磁波的耦合会不会存在大的磁场泄漏。电磁感应在线圈之间传输电力，如同我们的磁铁一样，在外圈有一定的泄漏，人如何避免受影响是个很大问题。(3)线圈之间也是有可能有杂物进入的，还有某些动物(猫狗)进入里面，一旦产生电涡流，就如同电磁炉一样，安全性问题非常明显。