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新能源汽车无线充电技术的发展研究

发表时间：2021/6/17 来源：《文化研究》2021年7月下作者：李朗

[导读] 随着中国新能源汽车信息技术不断发展，传统的有线充电方式已经无法满足新能源汽车的充电需求。

重庆工信职业学院李朗 400042

摘要：随着中国新能源汽车信息技术不断发展，传统的有线充电方式已经无法满足新能源汽车的充电需求。本篇文章简单阐述的无线充电存在的几种充电技术，对其未来发展前景作出简要分析，以期为相关行业发展提供借鉴。
关键词：新能源汽车；无线充电技术；发展
        引言：随着现代社会的不断发展，人们环保意识不断增强，越来越多的人开始购买新能源汽车。人们主要重视汽车使用过程中的人性化与智能化情况，但是在进行充电的时候有线充电方式出现漏电、火花的几率相对较高，存在一定的安全隐患，而且有线充电桩建设困难，数量有限，无法满足人们的充电需求。为有效解决这一问题，相关部门研发出了无线充电技术，此种充电技术具有充电范围广、充电距离远、充电时间快等优点，为新能源汽车使用者提供了更加便利的充电方式。
        1 常用无线充电传输技术
        1.1电磁感应式
        利用电磁感应原理进行无线充电是当前最常见的充电方式，在接收端与发送端各自放置一个线圈，然后在初级线圈上加上一定频率的交流电，借助电磁感应在次级线圈当中产生一定的电流，将传输端的电量传送到接收端[1]。首先交流电从电网出来后会出现逆变与整流等情况，最终变成高频交流电，在发射线圈当中产生高频电磁场，然后接收线圈通过电磁场对发射线圈的电能进行吸收，经过整流滤波之后在电池中储存电能。在整个充电系统当中，线圈之间的距离会在一定程度上影响能量传输的效率，距离与传输效率之间成正比，受到这一特点的影响此种充电方式只适用于较小的电子产品。随着现代科学技术的不断发展，电磁感应式无线充电技术也得到了一定的发展，电源经过线路之后会进行高频逆变工作，在变压路进行电源变压，接收线圈接收的感应电流可适用于新能源汽车充电。不仅如此，借助Ossa技术在Cota当中集成RF进行充电的过程中还能够有效降低对人体产生的辐射。而且在电源线底部位置能够插入工模拆扼流圈，可以有效解决传统充电漏电以及无线电高辐射的安全隐患问题。电磁感应技术制作成本相对较低，技术成熟，而且技术原理非常简单，在新能源无线电充电系统当中得到了比较广泛的应用。
        1.2无线电波式
        无线电波传输技术传播电能的主要方式为借助微波进行传播，电能通过电路之后会做出一定的调整，然后以微波形式从发射天线当中发出，接收天线接收到电能之后对其进行整流滤波，然后在电路当中进行转换，最终储存到电池当中[2]。无线电波传输技术的主要有点为方向性好、传输距离远，但是在进行传输的时候会耗损大量的能量，在功率较大的场合并不适用。所以，该方法只适用于小型电子通信设备，在新能源汽车无线充电当中并不适用。
        1.3磁场共振式
         磁场共振式进行能量耦合的主要方式为借助线圈，通过电磁线圈产生电流使电能传递得以实现[3]。电力接收器与电力发送器是无线充电的关键设备，也就是感应线圈，其中主要包括精密金属线圈与大电流FPC线圈两种，前者的主要特点为设计简单，电气性能相对较好；后者的主要优点为柔性强、一致性良好。电力发送器与WPC设备线圈的标准相符合，在谐振半桥中可起到50%的作用。

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接收电力初级线圈是电力接收器关键点路的主要作用，但是因为所需要的线圈直径相对较大，而且要求两端具有相同的频率，还需要防止频率之间互相干扰，所以对技术要求相对较高。
        1.4磁耦合谐振式
        磁耦合谐振式技术是一种无线电能传输技术，它主要包括磁耦合双模无线电能传输、磁耦合谐振式无线电能传输以及磁耦合感应式无线电能传输三种。此种无线电传输技术主要以耦合模式作为理论，首先在发射侧电源变换电路依次由380V交流电整流、斩波以及逆变成高频交流电，然后借助发射线圈形成以及电能传输磁场变电磁场能量，最后经过接收线圈作用后形成电能。此种方式主要利用两个发生谐振耦合电路对电磁场进行捕捉，也就是相同的谐振频率接收回路与发射回路，出现谐振的时候在一定的波长之内通过近场顺势波耦合，使用大部分能量将发射回路传递到接收回路。
        2 新能源汽车无线充电技术的发展前景分析
        相关技术人员对磁场共振式无线充电技术进行了小功率实验，保持一致的发射功率，无线电能传输系统接收功率会随着距离的变化而不断变化，在超过某个临界值距离的时候功率会出现急剧下降的情况，所以未来需要深入研究针对新能源汽车大功率充电以及强电领域无线电无线电供电应用[4]。
        磁耦合谐振式技术在其他条件保持一致的前提下，在一定范围内不断增加电压其输出功率会随之增加，在实际充电当中如果单纯依靠增加电源提升输出功率则会扩大新能源汽车的充电成本，所以未来需要重点计算电容与线圈的相同谐振频率，而且需要保证频率之间不会相互影响，有效解决磁耦合谐振式无线充电技术的兼容性唯一。在新能源汽车当中应用磁耦合谐振式充电技术的主要理由为该技术的充电速度非常快，而且传输距离相对较远，但是因为对谐振腔功能的过度依赖导致成本不断增加，所以未来需要重点解决该方法的成本问题。
        随着现代新能源汽车的不断发展，购买新能源汽车的人也不断增加，新能源汽车充电也开始朝着无线、抗干扰能力墙以及充电精度高的方向发展，人力资源得到了有效节约。磁场共振式主要有点为精密度良好，但是对技术要求相对较高，而且在充电的时候存在损耗大、效率低、传输距离短等缺点，而且该方法对汽车与电源接触位置存在一定的要求，在一定程度上还会收到相同频率电波的干扰。磁耦合谐振式过度依赖谐振腔功能，而且成本相对较高，对技术要求相对较高，在充电过程中记忆出现失谐问题，传输效率相对较低。电磁感应式主要优点为节能环保、成本低、电能利用率高、技术简单，在一定程度上满足了新能源无线充电的需求，安全可靠、容易操作，人们在充电的过程中完全不必考虑安全问题，市场应用范围相对较广。
        结束语：本篇文章主要分析市场上应用过的4种新能源无线充电技术，对其充电过程中存在的优点和缺点进行分析，提出发展过程中遇到的重点和难点问题，结合实际情况对其未来发展情况作出展望，有效推动新能源无线充电技术超着更成熟的方向发展。
参考文献：
[1]鲍亦平,普凌,邓禹. 云南省新能源汽车产业发展策略研究[J]. 内燃机与配件,2019(05):164-166.
[2]叶国骏. 新能源汽车充电设施行业的现状和发展趋势[J]. 中外企业家,2019(11):143-144.
[3]康泽军,何绍清,李平. 新能源汽车无线充电综述[J]. 汽车工业研究,2019(04):48-53.
[4]付泓琨. 电动汽车无线充电技术的应用价值与意义[J]. 科技经济导刊,2018,26(28):95.
李朗 1977，男，汉族，重庆渝中区人，大学本科，重庆工信职业学院，研究方向，新能源汽车
重庆市渝中区石油路101号
400042