無線充電系統(tǒng)的驗證測試

豐田汽車公司從2014年2月開始了無線充電領(lǐng)域的測試，將一套無線充電系統(tǒng)安裝在居民住宅地上進行測試，以便發(fā)現(xiàn)日常使用時出現(xiàn)的相關(guān)問題。同時，還將相對應(yīng)的無線充電系統(tǒng)安裝在測試車輛上，測試車輛使用的是豐田普銳斯的插電式混合動力汽車（圖1）。與普通車輛的線纜充電系統(tǒng)相比，無線充電系統(tǒng)具有同樣大小的充電功率，且充電時間也為1.5h。如將這套無線充電系統(tǒng)應(yīng)用在插電式混合動力汽車和純電動汽車上，則可以促進這些車型在低碳社會下的推廣。

有兩種方法可以實現(xiàn)功率的無線傳輸。①采用電磁感應(yīng)的原理，該方法采用初級線圈與副級線圈之間的電磁耦合來實現(xiàn)功率的傳輸。該方法的缺點是線圈之間的距離短，線圈之間的位置精度要求高，通常采用增加線圈尺寸的方法來克服這些缺點。因此，該方法通常應(yīng)用在像純電動客車這樣的大型車輛上。②基于磁共振的原理，在初級與副級線圈中插入電容，通過電路共振以實現(xiàn)功率的傳輸。該方法對線圈之間的距離及對應(yīng)關(guān)系要求不高，因此該方法通常應(yīng)用在移動電話、插電式混合動力汽車、純電動汽車上。

將試驗測試系統(tǒng)的功率傳輸頻率設(shè)定在85kHz，充電系統(tǒng)的輸入為200V的交流電，充電功率為2kW。該系統(tǒng)與一套傳統(tǒng)的線纜充電系統(tǒng)并聯(lián)以供用戶自主選擇。副級線圈安裝在車輛的底盤上，而整流器、DC/DC轉(zhuǎn)換器等其它部件則安裝在動力電池上。針對每天具有較高充電頻率和較遠(yuǎn)行駛里程的用戶進行了測試，結(jié)果表明，高頻率的無線充電能夠很好地滿足用戶的純電續(xù)駛里程需求。如果有輔助停車系統(tǒng)，則車輛停到與線圈對齊的位置只比傳統(tǒng)停車多出了2.4s，但比線纜充電方式節(jié)約了60s的時間。

圖1　安裝無線充電系統(tǒng)的測試車輛

Toru Nakamura et al.SAE 2016-01-1155.

編譯：張冬冬