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无线电动汽车充电能否进入快车道？

来源： | 发布日期：2022-07-13

转向电动汽车是否会将无线充电推向一个新的水平？

想象一下，让你的电动汽车 (EV) 在运输途中或停车时充电，而无需一直插电。去年，汽车工程师协会 (SAE) 发布了SAE J2954标准，以加快无线电动汽车充电的采用。随着这一进步和最近研究的推动，电动汽车无线充电能否在不久的将来出现？今天最近对电动汽车的关注是否会推动无线充电成为电动汽车的日常充电方式？

无线电动汽车充电如何工作？

无线电力传输(WPT) 最早由 Nikola Tesla 发现。随着创新的发展，WPT 的当前应用包括手机等设备的无线充电，以及最近的电动汽车。

电动汽车无线充电的一般原理

汽车领域的 WPT 基于发射器和接收器之间的功率传输原理。发射器是接地组件 (GA) 的一部分，从电网获取电力，而接收器是车辆组件 (VA) 的一部分，接收交流电并将其转换为直流电，为电动汽车的电池充电。

尽管 WPT 的概念和机制已广为人知，但 WPT 在从工业到消费技术的所有类型的应用中都可能是有益的。这些好处使球朝着无线电动汽车充电方向发展。

无线充电对电动汽车有益吗？

根据 WiTricity 的说法，无线 EV 充电与传统的插入式充电一样高效，效率高达 93%，具有 3.6 至 11 kW 以上的充电水平和 2 级充电类型。该技术还提供适用于轿车、SUV 和跑车的单一 GA 设计。它还通过利用各种材料（包括沥青、雪和水泥）来确保无缝无线电力传输。

最近对该技术的研究调查了实现无线电动汽车充电的有效方法。例如，康奈尔大学著名的13.56 Mhz 高频工作是由 Khurram Afridi 教授和他的团队进行的。

他们的设计结合了有源可变电抗 (AVR) 整流器，使电动汽车在通过未完全对齐的过度充电板时获得全功率，并有效地将功率传输到具有相对较宽气隙的大型车辆。

凭借其额外的省时功能、WPT 和整体无线充电，可以帮助提高仓库生产力，并消除对昂贵、笨重且易磨损的电缆和连接器的需求，从而加快向完全电气化运输的发展。

通过学术和公司的追求，很可能人们对建立这项技术的兴趣越来越大。目前，有两种主要的电动汽车无线充电方式。

电动汽车无线充电方法

尽管磁共振是WPT 的首选方法，但另一种有前途的无线电动汽车充电技术是电容耦合。

磁共振应用共振耦合来实现 WPT。根据 WiTricity 的说法，当两个系统的固有频率相同时，它们会实现共振耦合。该原理还用于实现 WPT 以及最终实现无线 EV 充电，其中两个系统是 GA 和 VA。它是高效的并且允许相当长的充电距离。

另一方面，电容耦合方法通过使用导电板耦合器来实现 WPT。Brandon Regensburger 博士对“用于电动汽车充电的电容式无线电力传输系统”的研究广泛解释了这种方法如何实现紧凑的高频无线电动汽车充电。

示例电容 WPT 系统实现

示例电容 WPT 系统

他的方法包括使用两对电容耦合板（一对在道路上，一对在车辆下方）和一个将直流输入电压转换为高频交流电压的逆变器（由于匹配网络而将其步进到高电平） . 来自道路中耦合板的高压然后在板之间的气隙之间传输电力。一旦电压转移到车辆上，电压就会通过匹配网络降压，为电动汽车的电池充电。

诸如此类的方法有助于证明对电动汽车进行无线充电的能力。但是，它成为主流并在更大范围内实施的可能性有多大？

可能性和考虑

美国能源部 (DoE) 表示，无线电力传输加上较低的成本和有利的政策可能会增加未来全面实施的可能性。随着 WPT 用电场取代磁场的最新进展，这一点尤其正确。不存在会引导磁场的铁氧体材料使系统更轻、更小、更具成本效益，并且更容易安装在道路上。尽管容易获得的电压产生的电场往往较弱，但提升系统可实现足够的电力传输水平。

除了技术创新，适当的政府政策可以使 WPT 在运输部门全面实施。如果发生这种情况，最有效的方法是让世界上最繁忙的道路通电。因此，WPT 将能够为大型长途卡车供电。另一个可行的策略是在繁忙的城市安装充电板，从红绿灯到停车场。了解政府为充电站提供激励和补贴可以鼓励来自私人、公共和商业来源的投资。例如，在你的车库中安装一个传统的插电式充电站可以节省您的电动汽车的运行成本，因为超过80% 的充电都是在家中完成的。

由于全球都在关注电动汽车，因此在商业和学术上看到对电动汽车无线充电的更多兴趣和投资的机会增加了。实施规模会有所不同，并取决于电动汽车行业的未来形态以及实现这一目标的技术。

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