無線充電技術
無線充電一般指無線充電技術(Wireless charging technology;Wireless charge technology ),它源于無線電力輸送技術。無線充電,又稱作感應充電、非接觸式感應充電,是利用近場感應,也就是電感耦合,由供電設備(充電器)將能量傳送至用電的裝置,該裝置使用接收到的能量對電池充電,并同時供其本身運作之用。由于充電器與用電裝置之間以電感耦合傳送能量,兩者之間不用電線連接,因此充電器及用電的裝置都可以做到無導電接點外露。
通俗的說法是,無線充電技術通常在發送和接收端各有一個線圈,發送端線圈連接有線電源產生電磁信號,接收端線圈感應發送端的電磁信號從而產生電流給電池充電。目前無線充電單模塊功率為30kW,可根據需要增加模塊,功率也隨之成倍增加。
無線充電方式
無線充電技術主要分以下三種:
電磁感應式充電
初級線圈一定頻率的交流電,通過電磁感應在次級線圈中產生一定的電流,從而將能量從傳輸端轉移到接收端。目前最為常見的充電墊解決方案就采用了電磁感應,事實上,電磁感應解決方案在技術實現上并無太多神秘感,中國本土的比亞迪公司,早在2005年12月申請的非接觸感應式充電器專利,就使用了電磁感應技術。
磁場共振充電
由能量發送裝置,和能量接收裝置組成,當兩個裝置調整到相同頻率,或者說在一個特定的頻率上共振,它們就可以交換彼此的能量,是目前正在研究的一種技術,由麻省理工學院(MIT)物理教授Marin Soljacic帶領的研究團隊利用該技術點亮了兩米外的一盞60瓦燈泡,并將其取名為WiTricity。該實驗中使用的線圈直徑達到50cm,還無法實現商用化,如果要縮小線圈尺寸,接收功率自然也會下降。
無線電波式充電
這是發展較為成熟的技術,類似于早期使用的礦石收音機,主要有微波發射裝置和微波接收裝置組成,可以捕捉到從墻壁彈回的無線電波能量,在隨負載作出調整的同時保持穩定的直流電壓。此種方式只需一個安裝在墻身插頭的發送器,以及可以安裝在任何低電壓產品的“蚊型”接收器。
無線充電技術在手機等電子設備領域的應用已不新鮮。行業逐漸形成了磁感應技術代表的WPC、PMA,以及使用磁共振技術的A4WP三大標準。
技術優勢
一、無線充電技術是
新能源汽車產業的前沿技術之一,無線充電技術不需要征地,城市電網幾乎無處不在,具有建設周期短、分布式、充電線圈全部地埋,可以依托現有停車路面進行改造,降低建設成本;
二、無線充電位充電過程無需人工值守使運營成本更低、安全性更高;
三、無線充電可以在瀑雨、泥濘等惡劣天氣進行,可以有效減少車輛對于電池的依賴,提升車輛充電及運營效率。無線充電提升充電方便性和用戶的新能源車整體使用體驗。
推廣難度
一是投入成本高,相同功率的充電設備相比較,無線充電設備建設成本大概是有線電樁的2~3倍,且維修費用高;
二是無線充電技術的充電效率較低,據專家介紹,這種無線充電的充電裝置如果超過20千瓦,充電的效率會很低,充電時長也不能保障,會造成一定損耗和浪費,達不到節能效果;
三是由于無線充電技術需要對車輛進行改造,將對車輛成本結構造成一定的改變,甚至是對
新能源汽車上下游利益結構的觸動,因此更大難度是整合車企;
四是量化評價無線輸電系統的指標技術難度,包括輸電功率、輸電效率和輸電距離數據等。
據悉,奇瑞、特斯拉、沃爾沃很早就開始了無線充電技術的研發立項,但受制于上述因素,均未在汽車領域進行商用推廣。