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插電式混合動力和電動汽車的無線充電技術(shù)

當(dāng)前，電動汽車的普及還面臨諸多問題，如電動汽車充電還都采用插頭和插座進(jìn)行直接接觸式電能傳輸，而接觸式電能傳輸存在火花及觸電等安全隱患，容易出現(xiàn)接觸損耗和機(jī)械磨損，充電不方便。理想的充電方式為無線充電方式（又稱為感應(yīng)充電、非接觸式充電），是指一切借助某種載體實現(xiàn)沒有直接電氣連接的電能傳輸技術(shù)。該技術(shù)基于電磁感應(yīng)原理，可實現(xiàn)用電設(shè)備以非接觸方式接入電網(wǎng)。這種充電方式較為安全、方便，便于實現(xiàn)移動式充電，可以大幅減少電動汽車電池容量，減輕車體質(zhì)量，進(jìn)而降低電動汽車成本，推進(jìn)電動汽車市場化。因此，為實現(xiàn)電動汽車的市場化，最為重要的是無線充電技術(shù)解決了充電接口不一致的問題，為充電站的建設(shè)解決了一大難題。

對于電動汽車和插電式混合動力汽車，主要是將變壓器原、副繞組分別置于車外和車內(nèi)，通過高頻磁場的耦合傳輸電能。無線充電形式包括射頻、微波、電磁感應(yīng)、電磁共振、電容耦合5種。本文重點(diǎn)介紹電磁感應(yīng)以及電磁共振2種無線充電技術(shù)。電磁感應(yīng)無線電能傳輸技術(shù)是基于電磁感應(yīng)原理且在較近距離下進(jìn)行無線電能傳輸?shù)募夹g(shù)，其傳輸功率較大，但傳輸距離較短，距離增大時傳輸效率急劇下降。電磁共振式無線電能傳輸技術(shù)原理是在接收天線固有頻率與發(fā)射場電磁頻率一致時產(chǎn)生電磁共振，發(fā)生強(qiáng)電磁耦合來實現(xiàn)電能傳輸。由于電磁共振式無線電能傳輸技術(shù)可顯著提高能量傳輸效率，因而受到業(yè)界的關(guān)注。目前，最接近實用的是電磁感應(yīng)式技術(shù)，未來將會逐步朝電磁共振式技術(shù)以及電容耦合技術(shù)方向發(fā)展。

Kaneko, Y et al. Power Electronics and Drive Systems (PEDS), 2013 IEEE 10th International Conference on 22-25 April 2013.

編譯：賀蓉