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无线充电技术在电动汽车上的应用

发布时间:2020-01-19 09:55:19? 文章来源:/? 作者:武编辑? 阅读:次


(国网江西省电力有限公司培训中心,江西省 南昌市 330013)
摘要:我国一直坚持走可持续发展战略,不用消耗不可再生能源的电动汽车越来越受人们的青睐,但是传统充电技术不再符合目前社会发展潮流,所以要大力发展无线充电技术,与电动车充电相结合。通俗来说,无线充电技术就是用电装置不用通过线的连接,利用磁场传递能量,达到为电动汽车充电的目的,通过深埋于地下的供电导轨,然后以高频率的形式将电能传输给陆地上运行的汽车,然后将电能转化为无线信号。这种无线充电技术可以在一定程度上延长汽车行驶的里程数以及耐久度。同时这种无线充电技术更加的安全和便捷,在行车过程中给驾驶员足够的安全感。
关键词:无线充电技术;电动汽车;传输电能

一、无线充电技术的分类
其实上文中已经提到了,电动汽车的无线充电技术,其实就是利用供电导轨将电能转化为无线信号,然后再传输到电动汽车中。其实就是实现电能的无线传输,目前随着国内无线充电技术的发展,一般信号的传递方式可以分为辐射和耦合两类传递方式。其中辐射的传递方式分位两种,分别是射频和微波,耦合式的信号传递方式,又可以分化成磁感和磁谐振,信号传递的不同,优点和缺点也不尽相同。
1.微波无线传输技术
微波无线传输技术就是利用微波信号传输到电接收器中,然后再进行充电的技术。该技术的技术核心就是将电信号转化为微波信号由内向外的进行传递信息。之后再利用无线接收装置来接收微波信号传递的信息。微波无线传输技术不仅能够对微波信息进行传输,而且还可以在一定程度上控制微波无线传输的方向。还可以在必要的时候对微波传输的方向进行一定的限制。类比于其他无线传输技术,微波无线传输技术的穿透性比较强,而且传输的距离也比较的长,但是它也有一定的缺点,就是相对于其他传输技术来说,它的资金投入相对比较大,而且它的设备占地面积也比较大。
2.磁感应无线传输技术
磁感应无线传输技术顾名思义得益于法拉第的发现的电磁感应现象,电磁感应技术可以利用耦合器进行电能的传输的信号的传递,但是这种技术的缺点是信号传送的距离受制于电磁感应的范围,传输距离很短,穿透性又不是特别的强,而且在电能传递的过程中,很容易受到电流的影响发生磁场改变,进而印象信号和能量的传输,比如电能到发射线圈就会造成这种变化。电源的电能进入发射副新圈之后,其中电能发射电流的频率较高,庞大的信号在遇到充电设备后,就会转化成电能,源源不断的为设备输血。磁感应无线传输技术的传输功率很大,所以对磁芯的要求很高,要想提高传输效率,就要使用铁质品,增强其传输过程中的耦合系数。
3.磁谐振无线传输技术
磁谐振技术可以说是磁感应无线传输技术的双胞胎姐妹,两者既有相似之处,又有明显的区别。相比较磁感应无线传输数据,磁谐振无线传输技术的电能传输距离较远,而且磁谐振技术当中的线圈还是以谐振的方式进行工作。当谐振线圈中的主线圈与副线圈的频率相等时,就会使通过主副线圈的电流值大大增加,从而提高电能的传输距离。
二、电动汽车的无线充电技术
综上所述,无线充电技术的实质无非就是通过电场和磁场的形式来进行电能的距离传输,从而研发电动汽车的无线充电技术。所以对于电动车的发展来说有重大的意义。
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1.无线充电装置的类别
上文说到无线传输技术有不同的装置与类别,不同技术、不同设备的工作原理的不同在信号的转化和电能的传输方面表现的淋漓尽致,传输的距离、传输的电能强度都有着明显的差异。以往电动汽车的充电方式都是通过有线传递的方式,即充电器与充电线了,所以它的充电过程往往会受到外界的干扰。而且不同品牌之间的电动汽车在充电过程中所反映干扰的程度不同而且存在较大差异,对于电磁感应的无线充电技术来说,对电动汽车的充电装置主要包括两个线圈,分别为主副线圈还有无线信号接收的装置。对于无线信号接收装置而言,它的作用就是将接收到的感应信号在一定程度上转化为电能。
另外,对于谐振式无线传输技术,它对于电动汽车的主要充电设备为发射设备与接收信号设备。而且,上文提到,在谐振式无线传输技术当中,如果当主副线圈在运作的频率达到一致,就能进行信号的传递和电能的转换。微波无线传输技术在设备上和谐振是无线传输技术大同小异,都是接收信号装备和电能发射设备。有了几大无线传输技术的支持,来给电动汽车进行输血,电动汽车就可以摆脱充电的困扰,实现全面无线充电的应用。
2.无线充电工作的原理
无线充电工作的根本原理就是利用无线的方式,将电能传输到电动汽车当中。当设备在工作时,主要依靠不同设备中不同的线圈,实现信号的发射和传输,形成了能量间的转化,从而达到电能的传送但是主副线圈之间不宜距离够大,因为会导致传输电能的损耗的情况。只有当主副线圈之间距离较短,而且它的磁导率往往较大时,才会在一定程度上尽最大可能进行电能的传输。因此,主副线圈工作过程中,会造成一定程度上能量的损耗,在无形之中导致降低了电能的传输效率。
3.电动汽车的无线充电系统
电动汽车无线充电系统主要有四个部件组成,转换器,高频转换器,非接触式谐振转换器,还有整流器。此外,无线传输充电系统还分为一次侧和二次侧电能交换信息,这就需要无线通信系统的一次侧和二次侧相对位置要发生改变,一次侧和二次侧的位置会影响他们之间的耦合效率,从而会影响无线充电技术的传输的效率与传输的功率。
三、结论
因此,总而言之,电动汽车的无线充电的优点很多,便利高效,而且摆脱了汽车运行中没电的尴尬局面。值得正视的是,无线充电技术还处于发展阶段,国内也没有完善的设备和基站,来支持无线充电技术在我国的普遍化,但是在公共交通汽车上已经进行时运阶段所以我们要加快技术的研发和简化,另外逐渐扩展在电动汽车上的应用。国家相关部门也要加大研发力度,使无线充电技术能够快速成熟地运用到实际生活当中,为电动汽车的实际推广提供巨大的推动力。并在一定程度上使无线设备电能传输的功率与人体的安全相互结合,从而以人为本,降低无线充电对人体造成的伤害。并利用无污染的一些环保材料,纳入到无线设备充电当中去,提高设备的优化性,提高电能传输效率。
参考文献
[1]丁红卫.无线充电技术在电动汽车上的应用[J].中华建设,2015,(12):148-149.
[2]宋旻昊.无线充电技术在工业制造中的应用[D].东北大学2012
[3]任亚军,曹勇,张京帅.浅谈无线充电技术在电动汽车上的应用[J].黑龙江科技信息,2016,(2):87.

作者简介:凌晨(1990.12-),女,江西南昌人,从事电气工程教育方向的研究。


本文来源:无线充电技术在电动汽车上的应用:/lunwen/14036.html

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