刁澤浩 楊昆

摘要：隨著社會的飛速發(fā)展，伴隨而來的環(huán)境問題也越發(fā)嚴重，其中能源危機和二氧化碳排放過多更是加劇了環(huán)境的惡化，這使我們迫切的需要用新能源汽車來代替原有的汽油汽車，因此，近幾年人們更加關(guān)注電動汽車了。對于電動汽車的普及問題來說，電動汽車選擇哪一種充電方式是十分重要的。國內(nèi)外諸多研究機構(gòu)不僅研究傳統(tǒng)的有線接插頭充電方式，而且開始重點研究電動無線充電技術(shù)了。本文主要闡述和分析電動汽車的無線充電技術(shù)、電動汽車無線充電技術(shù)應用情況、發(fā)展趨勢，以此為我國電動汽車無線充電技術(shù)的發(fā)展做一點貢獻。

關(guān)鍵詞：電動汽車；無線充電；發(fā)展趨勢

引言

當今低碳經(jīng)濟的核心是節(jié)能減排技術(shù)以及新能源技術(shù)的應用。用電動汽車代替?zhèn)鹘y(tǒng)汽油機動車，以此來有效的解決環(huán)境污染和能源短缺問題，同時這也是我國戰(zhàn)略性的新興產(chǎn)業(yè)。電動汽車要想被廣泛的推廣和應用的前提是必須建立相應的充電設施。隨著新能源產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，特別是對電動汽車越來越廣泛的使用，對電動汽車充電方式的多樣性和方便性也有了更高的要求。無線充電技術(shù)是一項新興技術(shù)，現(xiàn)階段，普遍運用在手機、MP3 等小功率設備上，在電動汽車的領域并沒用被實際運用，僅僅是一個全新的概念而已。無線充電技術(shù)的不斷完善使其市場潛力也慢慢顯現(xiàn)出來。

1.電動汽車無線充電技術(shù)應用情況

現(xiàn)階段，國外多個國家中正在如火如荼的進行著對電動汽車的無線充電技術(shù)的研究，其中最早開始研究的國家有日本、英國和美國等。由日木長野無線公司在2009年8月所開發(fā)的最早的基于磁共振的充電方式，可以保證在 6 毫米的傳輸距離內(nèi)傳送效率可以到達 90%。2010 年 11 月，一種新型無線充電系統(tǒng)被英國 Halo IPT 公司開發(fā)了出來，這種系統(tǒng)是利用感應電荷的原理，將電源板藏在道路的瀝青下面，這樣不僅有利于減少電源板的磨損，使其得到有效的保護，而且惡劣天氣也不會影響到它。在 2011 年 11 月，日本 IHI 株式會社采用了美國 Wi Tricitv 公司磁共振無線供電技術(shù)，研發(fā)出電動汽車無線充電系統(tǒng)，并且把它運用到實際中。在傳輸距離為 20 ㎝時，該系統(tǒng)實現(xiàn) 了3.3k W 的充電輸出功率，并且充電的效率可以達到 90%以上。在 2013 年 5 月，一種充電可以在汽車行駛過程中進行而且充電效率高達97%的電動汽車移動充電系統(tǒng)被美國斯坦福大學的一個研究小組研究了出來。

2.電動汽車無線充電技術(shù)發(fā)展趨勢

2.1技術(shù)發(fā)展趨勢

提高無線充電系統(tǒng)性能的保障是對電力電子控制算法、拓撲結(jié)構(gòu)、功放電路和調(diào)諧（補償）網(wǎng)絡的優(yōu)化和創(chuàng)新以及改進控制方法。對于無線充電系統(tǒng)偏移裕度、電能傳輸效率和電路運作穩(wěn)定性的提高，研發(fā)出高功率因素，低匹配難度，低輸入阻抗的電力電子拓撲結(jié)構(gòu)，更加穩(wěn)定和精確的控制方法是有著尤為重要的意義的。生物的安全性是公眾最為關(guān)注的問題。無線充電系統(tǒng)要想實現(xiàn)廣泛的推廣和使用，就必須大力研究安全的無線通用性和智能性的電磁輻射防護方法。通過引入一些如電導率、磁導率等先進材料能夠?qū)⑾到y(tǒng)的損耗降至最低，有效提高電能傳輸效率，目前，因為磁電層狀復合材料超導材料和超常規(guī)電磁材料等新材料的出現(xiàn)和應用，充電過程能量損耗的進一步降低也有了可能性，這也為無限充電系統(tǒng)傳輸性提供了更寬闊的空間。

2.2 應用趨勢

電動車的蓄電能力密度小、存儲的能力不強，而汽車行進狀態(tài)充電技術(shù)可以將電能發(fā)射圈直接藏在道路基面之下，使汽車的充電過程在行駛的過程中進行，進而讓汽車能夠行駛更長的時間，使之里程數(shù)也進一步增加；將無線充電技術(shù)與自動巡航、自動泊車等輔助駕駛技術(shù)結(jié)合起來，可以使無線充電效果和整車駕駛性能得到提高；V2H 車輛到住宅、V2X 車輛到電網(wǎng)等雙向電能傳輸。電動汽車和電網(wǎng)智能的結(jié)合，能夠使削峰填谷的電能調(diào)控作業(yè)得到最大程度上的發(fā)揮，讓電動汽車充分發(fā)揮其各項性能，成為智能化移動儲能裝置。

3.電動汽車無線充電技術(shù)遇到的技術(shù)瓶頸

第一，充電效率問題。從效率的數(shù)值上看，由于無線充電方式只有90%的充電效率，不及充電效率為 95%的插入式充電，所以在實際應用中，用戶并不能明顯的感受到無線充電的充電效率帶來的優(yōu)勢。

第二，缺少統(tǒng)一的技術(shù)標準?，F(xiàn)階段，全世界無線電能傳輸技術(shù)主要有：PMA、WPC 和 A4WP。但這三大標準都有很大的局限性，就是只能支持小功率的移動終端充電，還沒有確立電動汽車無線電能傳輸技術(shù)的國際標準。

第三，4.3k Hz 和 MHz 的頻率范圍和無線充電系統(tǒng)中高頻線圈參數(shù)，因受到線圈尺寸和兩線圈之間充電距離的影響，其優(yōu)化難度較大。

第四，最大的難題是線圈的建設成本。因為缺少基礎設施，所以要將該項技術(shù)真正的運用到實際當中是很難的，目前也就只能運用在某些高端品牌的高端車型上。然而，就算電動汽車用戶體驗到了無線充電方式便利所在，但將其進行廣泛的推廣使用還是要看供應商的態(tài)度；停車場線圈建設。要在公路或停車場建設無線充電，線圈必須在修建之前就埋到地下。對于已經(jīng)修建好的公路和停車場，不可能因為要埋線圈就將其全部進行重修，這種方式，將會大幅度提高建設成本，不是很現(xiàn)實。

結(jié)語：

電動汽車無線充電與有線充電相比，它更加便利、安全和可靠，沒有機械損害，更容易維護。從上文可以看出，在電動汽車無線充電技術(shù)中，最合適的便是電磁感應式和電磁共振式這兩種方式了，各研究機構(gòu)可以重點研究這兩種方式，以此作為突破點。與此同時，還需在研究電動汽車與相關(guān)產(chǎn)業(yè)上，加大投入，大力發(fā)展電動企業(yè)，縮短我國汽車行業(yè)同他國的差距，這樣才能夠促進我國電動汽車無線充電技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻：

[1]王振亞，王學梅，張波，丘東元.電動汽車無線充電技術(shù)的研究進展[J].電源學報，2014（3）

[2]高大威，王碩，楊福源.電動汽車無線充電技術(shù)的研究進展[J].汽車安全與節(jié)能學報，2015（4）