电火车的三种非接触式充电方式深入分析,有线

作者: 车型图库  发布:2019-09-24

电动车的充电装置也就是汽车燃料的加注站,可以通过反复充电供应车辆持续运作的能源。当中国开始大张旗鼓地建设有线充电桩和充电站时,国外涌现出了三种非接触式电动车充电装置,并不同程度地进入了商业化运营。非接触充电装置有哪些种类?基本工作原理是什么?它的充电效率、安全性、便利性怎样?这些,都是人们所注意的。

电动车的充电装置相当于汽车燃料的加注站,可以通过反复充电提供车辆持续运行的能源。当国内开始大张旗鼓地建设有线充电桩和充电站时,国外涌现出了三种非接触式电动车充电装置,并不同程度地进入了商业化运营。非接触充电装置有哪些类型?基本工作原理是什么?它的充电效率、安全性、便利性如何?这些,都是人们所关注的。

问:无线充电的原理是什么?

非接触充电装置的种类非接触充电装置有电磁感应、磁共振、微波三种方法。非接触充电装置的优势与电动车相对比,传统燃料汽车不仅在使用便利性、整备质量、续驶能力、制造和使用成本等方面存在着诸多优势,并且补充燃料时也无需消耗更多的时间。电动车不仅充电时间长,并且更换电池或采用充电桩等通过电缆充电等模式,的确存在操作上的不便。并且雨天作业的安全性问题,更是让人担忧。非接触充电装置不需要用电缆将车辆与供电系统连接,便可以直接对其进行快速充电。加之非接触快速充电能够布置在停车场、住宅、路边等多种场所,又可以为各种种类的电动(包括外充电式混合动力)汽车供应充电服务,使电动车随时随地充电变为可能。对于公交车,可以将充电设施布置在终点站、枢纽站、换乘站等地点,采用短暂的停车时间便可以完成快速充电。非接触充电装置的工作原理一、电磁感应方法电磁感应通过送电线圈和接收线圈之间传输电力,是最接近实用化的一种充电方法。当送电线圈中有交变电流通过时,发送、接收两线圈之间产生交替变化的磁束,由此在次级线圈产生随磁束变化的感应电动势,通过接收线圈端子对外输出交变电流。a)电力传送基本原理b)实际布线方法电磁感应方法的基本工作原理这时存在的问题是:送电距离比较短,并且送电与接纳两部分出现较大偏差时,则电力传输效率就会显着减少;功率大小与线圈尺寸直接相关,需要大功率传送电力时,须在基础设施建设和电力设备方面加大投入。二、磁共振方法磁共振传送方法由美国麻省理工学院于2007年研制成功,公诸于世以来,一直备受全世界各国的普遍注意。它重点由电源、电力输出、电力接收、整流器等重点部分构成,基本原理与电磁感应方法基本相同。电源传送部分有电流通过时,所产生的交变磁束使接收部分产生电势,为电池充电时输出电流。不同之处在于,磁共振方法加装了一个高频驱动电源,使用兼备线圈和电容器的LC共振电路,而并非由轻松线圈构成送电和接收两个单元。磁共振方法的基本工作原理共振频率的数值,会随送电与接收单元之间距离的变化而改变。当传送距离发生改变时,传输效率也会像电磁感应相同快速减少。为此,可通过控制电路调整共振频率,使两个单元的电路发生共振亦即“共鸣”。因此,也叫这种磁共振状态为“磁共鸣”。在控制回路的作用下改变传送与接收的频率,可将电力传送距离增大至数米左右,同一时间将两单元电路的电阻降至最小以加强传送效率。当然,传输效率还与发送与接收电单元的直径相关,传送面积越大,传输效率也越高。这时的传输距离可达400mm左右,传输效率可达95%。三、微波方法使用2.45GHz的电波发生装置传送电力,发送装置与微波炉使用的“磁控管”基本相同。传送的微波也是交流电波,可用天线在不同方向接收,用整流电路转换成直流电为汽车电池充电,并且可以达到一点对多点的远距离传送。微波方法可以同一时间一点对多点的远距离传送为防止充电时微波外漏华夏汽配网分析,充电部部分装有金属屏蔽装置。使用中,送电与接收之间的有效屏蔽可防止微波外漏。这时存在的重点的问题是,磁控管产生微波时的效率过低,造成许多电力变为热能被白白消耗。非接触充电装置在日本的使用2009年7月,日产与昭和飞行机公司发布了电磁感应式非接触充电系统,其传输距离为100mm左右,传输效率可达90%。但是,当停车位置出现偏差而引发发送与接收盘之间出现较大误差时,则会严重影响电力传送效率。这时,正在努力于停车的横、纵向偏差在200~300mm范围,相同确保其具有90%以上传输效率的研究。此外,上述两家公司对传送、接收之间进入动物以及金属碎片等造成的不良影响也进行了研究。由于,此类异物会在二者之间产生涡流,以便引发发热并影响传送效率。长野日本无线公司,于2009年8月发布研制出了基于磁共振的充电系统。与电磁感应方法相对比,磁共振方法具有传送距离长、停车误差要求低等优点。可以在 600mm的传输距离内确保90%的传送效率。但这时的传送功率还比较小,拟定从叉车等使用范围进入市场,伴伴随技术成熟程度和传送功率的加强,有期望很快进入电动车电充电领域。三菱重工业研制的微波式非接触充电系统,将一组共48个硅整流二极管作为接收天线,每一个硅整流二极管可产生20V的电压和一定的直流电,能够将电压提高至充电所需的指标并可达到1kW的功率输出。其优点是成本低,整套费用约合人民币2万元左右。缺点是传输效率低,这时的传送效率只有38%。关于这一点,三菱重工以为:“虽不适于快速充电,但作为夜间谷区充电,电费只有传统燃料费的10%~20%。假如将发热过大的磁控管用在生活用水加热,则综合效率可到70%。此外,在安全方面也有防止微波泄露装置,使用中不会给车辆上的电子设备和周边人员身上的起搏器造成影响。非接触充电方法一经问世,便得到了全世界各国的普遍注意,相同也值得中国同行学习与借鉴。与充电站、充电桩的建设投资相对比成本较低,并且免去了接线所需的操作和等待的时间,具有布置灵活、使用便利、安全可靠等绝对优势。

非接触充电装置的类型

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非接触充电装置有电磁感应、磁共振、微波三种方式。

无线充电的原理是什么?

不要数据线,用磁场给设备充电,是源于无线电力传输技术,利用磁共振充电器和设备之间的空气中传输电荷,而线圈和电容器在设备与充电器之间形成共振,实现电能高效传输。

想体验无线充电技术的,就顺便配了无线充电器,体验之后还是没有快充给力,感觉也不是高含量技术产品。只是无线充电技术体验的是新鲜感,所以对刺激消费者的消费欲望还是起到很大作用的。这种无线充电技术包含两个模块,一个是无线充电器的发信器,另一个是手机上的接收器。核心功率传输器件是一对线圈,集成在无线充电器的发射线圈和集成在手机里的接收线圈。因此只要两者距离达到一定范围内,能量就可以从无线充电器传输到手机电池中。

华为无线充电器是手机无线充电的Qi标准,Qi无线标准是电磁感应式的。该标准是世界无线充电联盟推出的标准,目的是达到无线充电技术标准统一。还有PMA标准也是电磁感应式,但WiPower标准是磁共振式的。因此,这三种手机也是现行手机无线充电行业标准的主要三种。

手机无线充电技术方式电磁感应式,如Qi无线充电标准,是如何构建无线充电传输系统的?

无线充电器的基本构成是一铁芯两个线圈,分别为初级和次级线圈。当无线充电器的初级线圈通交流电源,它的铁芯产生交变磁场。此时,只要手机和无线充电器的距离达到一定范围内,集成在手机的次级线圈会感应出一个同频率的交流电压,也就产生了感应电流。相比它的快充,相当于龟速充电了,哈哈~~

现在主流的无线充电方式大概有两种,一种是电磁感应式,比如像手机的无线充电。另一种是谐振式,即磁场共振。它们的无线充电原理都很容易理解,详细说明请看下面。

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电磁感应式无线充电

电磁感应式无线充电的本质就是磁生电,和变压器原理一样,发送端和接收端都内置有线圈,当两端贴近时,发送端线圈通入高频交流电,会在接收端感应出同样频率的电动势来,然后通过整流滤波之后给受电端充电。

此种充电方式有一定的弊端,比如收发两端要固定好位置才可以充电,以保证产生的磁场磁力线垂直切割,这样才能有较高的充电效率。虽然省去了暴露的有线充电口,但还是不太方便。

非接触充电装置的优势

谐振式无线充电(磁共振)

电磁共振式无线充电原理说起来也比较简单,就好比我们中学物理课上的音叉,当敲动一方音叉的时候,另一个距离比较近的音叉也会发出同样的声音,这就是声音的共振原理。这种无线充电原理和它一样,只不过是磁场的共振,通过在两端的线圈上加入电容来组成LC谐振电路,当送电端谐振电路以一定的频率振荡时,受电端的谐振电路也会产生同样的频率振荡,以产生感应电动势,经过整流滤波之后进行充电,电能就这样被双方共振的方式传递转移了。

这种无线充电方式要比上一种有一定的优势,比如无需固定位置即可实现充电,充电距离也得到一定得延长,并且容易实现对多台设备同时充电,所以这种技术是目前最好的一种无线充电方式。

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