無線充電在電動汽車上的應用

1 引言

　　隨著我國經濟迅速發(fā)展， 國家相應的優(yōu)惠政策、補貼政策、以舊換新政策等一系列政策的能源汽出臺， 進一步促進了私家汽車增加。國際上，能源與環(huán)境已成為當前全球最為關注的問題，能源的緊缺與替代、環(huán)境的污染與保護共同促使了環(huán)保新車的大力發(fā)展。

　　電動汽車是首先發(fā)展起來的一種環(huán)保新能源汽車，包括蓄電池電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車。其中，燃料電池電動汽車是作為未來主流發(fā)展的環(huán)保新能源汽車，但其技術尚處于研發(fā)階段，成本過高；混合動力電動汽車的電力補給主要來自內燃機帶動的發(fā)電機，在能源危機下只能是一個過渡產品。而本文主要研究的是純蓄電池電動汽車。

　　蓄電池電動汽車技術已經基本成熟，很多廠商已經在大力生產， 各地也在進行充電站的建設。但蓄電池電動汽車的充電問題一直令研究者頭疼， 根據現有的應用成果， 一般的蓄電池充滿一半需要充電半小時， 完全充滿則要8 小時以上， 而且充滿電的汽車一般只能行駛100余公里。這顯然讓蓄電池電動汽車無法與內燃機汽車相提并論。因此，充電技術的解決，將極大推動蓄電池電動汽車的發(fā)展。

　　2 無線充電技術的歷史

　　在100多年以前， 有一個名叫Nikola Tesla的塞爾維亞裔美國電氣工程師和物理學家已經在夢想著這樣一個不需要電線的世界，他在1891年發(fā)明“特斯拉線圈”，產生了頻率很高的無線高壓電流， 不過該高壓電的電流極小，無法應用在實際使用中。在當時， 特斯拉就利用這些線圈進行一系列實驗，開創(chuàng)了無線電力傳輸的先河。特斯拉曾經說過， 無線充電將是能讓電力事業(yè)繁榮的最終出路。1901年，特斯拉在紐約長島開始了他的研究，他的目標是，讓電能像收音機電波一樣跨越大洋。但是因為投資巨大，這項技術“胎死腹中”。

　　3 無線充電技術的發(fā)展現狀

　　雖然特斯拉線圈在當時并沒有得到推行， 但后人從理論上完全證實了這種方案的可行性，經過多年研究，科學家們認為進行無線電力傳輸是可能的。無線電力傳輸是一種區(qū)別于有線傳輸的特殊供電方式，目前它主要有電磁感應、電磁共振和無線電波等三種不同的方式。

　　3.1 電磁感應

　　這是目前最為常見的傳輸方式， 通過發(fā)射端和接收端的線圈相互感應產生電流，從而實現電力傳輸。2010年，某科技有限公司就展示的一款手機無線充電器，其利用的正是電磁感應原理。該方式的功率可達幾百瓦，但兩個線圈的距離不能超過1厘米， 而且終端產品的線圈與電路之間必須屏蔽以防止干擾，另外，發(fā)射端必須具有智能識別被充電產品的能力， 防止將能量傳輸給其他設備，造成能量浪費。

　　3.2 電磁共振

　　電磁共振是目前正在研究的一種電力傳輸方式。2008年，英特爾公司的工程師們曾以該項技術作為基礎，在距電源3英尺的地方點讓一個6 0 W的燈泡發(fā)光。經過有關科學家測算，該方式的功率可達幾千瓦，距離也可達3～4m,但由于目前的實驗所需要的線圈直徑較大，還僅停留在實驗階段，另外，必須對其相應頻率進行保護，防止相同頻率的電磁波進行干擾， 降低效率。