基于無線傳輸?shù)碾妱?dòng)汽車動(dòng)態(tài)充電方法

目前，受電池容量及充電基礎(chǔ)設(shè)施的限制，造成充電問題成為了電動(dòng)汽車發(fā)展過程中面臨的主要問題。無線充電技術(shù)能夠解決傳統(tǒng)傳導(dǎo)式充電存在的基礎(chǔ)設(shè)施限制以及安全問題，因而成為了電動(dòng)汽車一種較具潛力的充電方式。然而，靜態(tài)無線充電方法仍然存在充電頻繁、續(xù)駛里程短且成本高昂等問題。對(duì)此，電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無線充電方法應(yīng)運(yùn)而生。

動(dòng)態(tài)無線充電方法通過埋在地面下的供電導(dǎo)軌，在一定的區(qū)域范圍內(nèi)，以高頻交變磁場的形式將電能傳輸給路面上行駛的汽車，通過汽車上的電能拾取機(jī)構(gòu)為車載電池充電。地面上的感應(yīng)充電裝置包含4個(gè)初級(jí)線圈，每個(gè)線圈連接一個(gè)特定的絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）模塊，4個(gè)特定IGBT模塊同時(shí)與一個(gè)通用的IGBT模塊連接。每個(gè)初級(jí)線圈前部安裝磁傳感器，當(dāng)電動(dòng)汽車行駛經(jīng)過磁傳感器時(shí)，激活初級(jí)線圈，保證一次只激活一個(gè)初級(jí)線圈。此時(shí)，被激活初級(jí)線圈的特定IGBT模塊與通用IGBT模塊連接構(gòu)成全橋變換器，從而實(shí)現(xiàn)電能無線傳輸。為了減少施加在初級(jí)線圈上的電壓，確保電氣隔離，防止在裸露導(dǎo)體發(fā)生故障且?guī)щ姷那闆r下發(fā)生間接觸電危險(xiǎn)，在初級(jí)線圈上連接兩套并聯(lián)連接的變壓裝置。該電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無線充電方法實(shí)現(xiàn)了電源到電池的充電效率為90%～92%，各部件的損失分別為高頻逆變器2%～3%、感應(yīng)電能傳輸（IPT）模塊5%～6%、輸出整流器1%～2%。采用貼現(xiàn)現(xiàn)金流（DCF）成本分析方法，設(shè)定動(dòng)態(tài)無線充電的概率為50%～60%時(shí)，則動(dòng)態(tài)無線充電基礎(chǔ)設(shè)施投資成本的盈虧平衡點(diǎn)為12年到14年。

Ioannis Karakitsios et al.SAE 2017-01-9076.

編譯：王祥