無線電動(dòng)汽車充電能否進(jìn)入快車道？

       汽車領(lǐng)域的 WPT 基于發(fā)射器和接收器之間的功率傳輸原理。發(fā)射器是接地組件 (GA) 的一部分，從電網(wǎng)獲取電力，而接收器是車輛組件 (VA) 的一部分，接收交流電并將其轉(zhuǎn)換為直流電，為電動(dòng)汽車的電池充電。

盡管 WPT 的概念和機(jī)制已廣為人知，但 WPT 在從工業(yè)到消費(fèi)技術(shù)的所有類型的應(yīng)用中都可能是有益的。這些好處使球朝著無線電動(dòng)汽車充電方向發(fā)展。

無線充電對(duì)電動(dòng)汽車有益嗎？

根據(jù) WiTricity 的說法，無線 EV 充電與傳統(tǒng)的插入式充電一樣高效，效率高達(dá) 93%，具有 3.6 至 11 kW 以上的充電水平和 2 級(jí)充電類型。該技術(shù)還提供適用于轎車、SUV 和跑車的單一 GA 設(shè)計(jì)。它還通過利用各種材料（包括瀝青、雪和水泥）來確保無縫無線電力傳輸。

最近對(duì)該技術(shù)的研究調(diào)查了實(shí)現(xiàn)無線電動(dòng)汽車充電的有效方法。例如，康奈爾大學(xué)著名的13.56 Mhz 高頻工作是由 Khurram Afridi 教授和他的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的。

他們的設(shè)計(jì)結(jié)合了有源可變電抗 (AVR) 整流器，使電動(dòng)汽車在通過未完全對(duì)齊的過度充電板時(shí)獲得全功率，并有效地將功率傳輸?shù)骄哂邢鄬?duì)較寬氣隙的大型車輛。

憑借其額外的省時(shí)功能、WPT 和整體無線充電，可以幫助提高倉(cāng)庫(kù)生產(chǎn)力，并消除對(duì)昂貴、笨重且易磨損的電纜和連接器的需求，從而加快向完全電氣化運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展。

通過學(xué)術(shù)和公司的追求，很可能人們對(duì)建立這項(xiàng)技術(shù)的興趣越來越大。目前，有兩種主要的電動(dòng)汽車無線充電方式。

電動(dòng)汽車無線充電方法

盡管磁共振是WPT 的首選方法，但另一種有前途的無線電動(dòng)汽車充電技術(shù)是電容耦合。

磁共振應(yīng)用共振耦合來實(shí)現(xiàn) WPT。根據(jù) WiTricity 的說法，當(dāng)兩個(gè)系統(tǒng)的固有頻率相同時(shí)，它們會(huì)實(shí)現(xiàn)共振耦合。該原理還用于實(shí)現(xiàn) WPT 以及最終實(shí)現(xiàn)無線 EV 充電，其中兩個(gè)系統(tǒng)是 GA 和 VA。它是高效的并且允許相當(dāng)長(zhǎng)的充電距離。

另一方面，電容耦合方法通過使用導(dǎo)電板耦合器來實(shí)現(xiàn) WPT。Brandon Regensburger 博士對(duì)“用于電動(dòng)汽車充電的電容式無線電力傳輸系統(tǒng)”的研究廣泛解釋了這種方法如何實(shí)現(xiàn)緊湊的高頻無線電動(dòng)汽車充電。

示例電容 WPT 系統(tǒng)

他的方法包括使用兩對(duì)電容耦合板（一對(duì)在道路上，一對(duì)在車輛下方）和一個(gè)將直流輸入電壓轉(zhuǎn)換為高頻交流電壓的逆變器（由于匹配網(wǎng)絡(luò)而將其步進(jìn)到高電平） . 來自道路中耦合板的高壓然后在板之間的氣隙之間傳輸電力。一旦電壓轉(zhuǎn)移到車輛上，電壓就會(huì)通過匹配網(wǎng)絡(luò)降壓，為電動(dòng)汽車的電池充電。

諸如此類的方法有助于證明對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行無線充電的能力。但是，它成為主流并在更大范圍內(nèi)實(shí)施的可能性有多大？

可能性和考慮

美國(guó)能源部 (DoE) 表示，無線電力傳輸加上較低的成本和有利的政策可能會(huì)增加未來全面實(shí)施的可能性。隨著 WPT 用電場(chǎng)取代磁場(chǎng)的最新進(jìn)展，這一點(diǎn)尤其正確。不存在會(huì)引導(dǎo)磁場(chǎng)的鐵氧體材料使系統(tǒng)更輕、更小、更具成本效益，并且更容易安裝在道路上。盡管容易獲得的電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)往往較弱，但提升系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)足夠的電力傳輸水平。

除了技術(shù)創(chuàng)新，適當(dāng)?shù)恼呖梢允?WPT 在運(yùn)輸部門全面實(shí)施。如果發(fā)生這種情況，最有效的方法是讓世界上最繁忙的道路通電。因此，WPT 將能夠?yàn)榇笮烷L(zhǎng)途卡車供電。另一個(gè)可行的策略是在繁忙的城市安裝充電板，從紅綠燈到停車場(chǎng)。了解政府為充電站提供激勵(lì)和補(bǔ)貼可以鼓勵(lì)來自私人、公共和商業(yè)來源的投資。例如，在你的車庫(kù)中安裝一個(gè)傳統(tǒng)的插電式充電站可以節(jié)省您的電動(dòng)汽車的運(yùn)行成本，因?yàn)槌^80% 的充電都是在家中完成的。

由于全球都在關(guān)注電動(dòng)汽車，因此在商業(yè)和學(xué)術(shù)上看到對(duì)電動(dòng)汽車無線充電的更多興趣和投資的機(jī)會(huì)增加了。實(shí)施規(guī)模會(huì)有所不同，并取決于電動(dòng)汽車行業(yè)的未來形態(tài)以及實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的技術(shù)。