電動汽車無線充電方式及其磁場分布研究

電動汽車行駛里程較短，始終是限制其推廣的關(guān)鍵因素。在現(xiàn)有技術(shù)水平下，增加充電樁的數(shù)量和密度可解決該問題。但是，搭建充電樁對于場地的要求較高，因而近些年無線充電系統(tǒng)引起了眾多汽車制造商的注意。

目前，常用的無線充電方式包括電磁感應(yīng)式、電磁共振式和電磁輻射式。在電動汽車上應(yīng)用無線充電時，考慮到安全性和成本因素，多采用電磁共振式。因此，在構(gòu)建無線充電系統(tǒng)時，主要基于電磁耦合共振原理，借助高頻逆變電路、諧振耦合網(wǎng)絡(luò)、高速整流電路和功率匹配轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)。無線充電時，首先通過逆變器和降壓轉(zhuǎn)換器將直流電源或交流電源轉(zhuǎn)換為低壓交流電加載到初級電路上，之后通過高頻逆變電路轉(zhuǎn)換成高頻交流電，再之后初級電路上的繞組線圈通過空間磁場的感應(yīng)耦合將能量傳輸?shù)诫妱悠嚧渭夒娐飞系睦@組線圈，最后經(jīng)過整流濾波變換成直流電為電池組充電。

利用電磁耦合共振原理實現(xiàn)無線充電時，為了提高充電效率，往往需要千瓦級的功率輸出。高功率可能造成初級電路和次級電路上繞組線圈所生成磁場的泄漏，這可能對周圍設(shè)施及人體產(chǎn)生影響。因而，應(yīng)用無線充電時需要對可能產(chǎn)生的磁場進行預(yù)測，保證其安全性。對輸出功率3.7kW、共振頻率85kHz的無線充電系統(tǒng)進行了磁場分布分析。分析結(jié)果顯示，在給定的無線充電系統(tǒng)條件下，無線充電將使電動汽車周圍磁場的磁場強度增加，遠低于非電離輻射國際委員會制定的標準值，可認為這是一種安全的充電方式。

ToshiakiWatanabe etal. SAE 2016-01-1158.

編譯：王祥