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无线充电面临的挑战及发展趋势

2017-08-01 13:21来源:北极星输配电网关键词:无线充电无线充电技术充电桩论坛收藏点赞

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在低功率的消费类电子产品领域,无线充电技术正在逐渐兴起,特别是在智能手机领域,无线充电带来的便捷性正受到越来越多消费者的喜爱。同样,对于高功率应用的电动汽车领域,能够传输千瓦(kW)级别功率的无线充电技术也受到越来越多的关注。

2017年7月20日~21日,由北极星电力网联合国网电动汽车服务有限公司主办的2017第二届电动汽车及充电基础设施建设运营高峰论坛在京召开,清华大学电机工程与应用电子技术系教授赵争鸣发表了名为“电动汽车无线充电技术进展”的精彩演讲。

无线充电优势

对比有线传输、有线充电,无线传输、无线充电有其独特的优越性。第一,便利性,有线插拔线缆费时费力,而无线无需动手即停即充;第二,安全性,有线大部分都是金属的部件、磨损、漏电等时常发生,而无线是全封闭的,防护等级高;第三,紧凑性,有线充电要考虑建桩的面积和体积,而无线则不额外占用平面空间,既可以放在地下、也可以放在地上,非常灵活;第四,环境融入性,有线充电总会有电桩、跨线等影响城市环境,而无线充电则完全融入城市环境,不影响城市的美观。

亟需解决的无线充电难题

尽管电动汽车无线充电相比有线充电有其优越性,但无线充电依旧面临技术方面和非技术方面的难题,亟需解决。

1.无线充电技术构成

无线充电系统主要由三部分构成:传输结构本体、高频变换器和系统协同控制。每个部分都有各自的技术问题,如传输结构本体中的关键技术之一“传输理论模型”,就有互感等效电路模型、耦合模理论模型、基于场理论的模型和基于能量流的模型,等等。所以说,无线充电技术是一个高度学科交叉的技术。

2.无线充电技术问题

无线传输并不是简单的电路问题,而是关于电磁场的问题。目前基于场的模型,包括基于能量流的模型正在进行之中,还不是很成熟。真正的无线传输不是眼前的近场问题,更重要的是远场问题。目前近场无线充电技术方面主要面临三个难题,一是控制问题,原副边信号物理隔离进行实时无线通讯,需要弱化通讯的控制系统;另外随着外部条件的变化,系统参数非常敏感地变化,致使传输功率、效率也会发生较大变化,而这些都属于“无线”与“参数”的控制问题。

二是线圈问题,因为需要最大的电磁场耦合,耦合线圈的设计非常重要。无线传输的原副边线圈需要有最大的电磁耦合,如果一边没对齐,传输效率就会降低、传输功率就会变小,所以说怎么对齐是一个问题,而且本身线圈越大可能接收能力也越大,但线圈过大过重,放在汽车上就又不方便,所以这是一系列问题。

三是电磁干扰问题,众所周知,现在大家用WiFi、用手机都怕对身体有严重的损害,无线那么高的频率、那么大的电流、那么大的功率,对人体是否会产生一定的辐射危害。

投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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