隨著無線充電技術(shù)的日漸成熟,其在電動(dòng)汽車領(lǐng)域的應(yīng)用也逐漸成為了大家關(guān)注的焦點(diǎn),但是在實(shí)際應(yīng)用中依然存在著諸多問題,如充電效率不高、安全可靠性較差、干擾因素較多等。電動(dòng)汽車無線充電技術(shù)到底還需多久才能進(jìn)入我們的生活呢?
無線充電簡單來說就是在不通過實(shí)體電線連接的情況下,通過電磁場或電磁波等方式來為用電設(shè)備進(jìn)行充電。目前主要有三種方式:電磁感應(yīng)式、電磁共振式、無線電波式。通過初級和次級
線圈感應(yīng)產(chǎn)生電流,從而將能量從傳輸段轉(zhuǎn)移到接收端。
電磁感應(yīng)式無線充電技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的量產(chǎn),在生產(chǎn)和成本上低于其它技術(shù),并已經(jīng)經(jīng)過市場的檢驗(yàn);但是電磁感應(yīng)在傳輸距離上太短,隨著距離的增加,充電過程中的電能損耗會增加,效率降低。通過兩個(gè)振動(dòng)頻率相同的物體高效傳輸能量,當(dāng)發(fā)射器和接收器端以同一頻率振動(dòng)時(shí),接收器會從發(fā)射器產(chǎn)生的電磁場獲得能量,并將其轉(zhuǎn)換為電流來為移動(dòng)設(shè)備供電或充電。
通過整流電路將電磁波轉(zhuǎn)換成電能,從而為用電設(shè)備進(jìn)行充電。無線電波的技術(shù)目前無法實(shí)現(xiàn)長距離有效傳輸,當(dāng)電磁波能量越集中時(shí),方向性才能夠保證,像激光在空間傳輸要受到空氣和塵埃的折射,導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)移率極低。無線充電非常的便捷。目前的汽車在補(bǔ)充能源上,都需要經(jīng)過加油槍加油或者充電頭充電,而無線充電只需要你將車停在無線充電點(diǎn)即可,非常方便。
安全性,這是無線充電的一大優(yōu)勢。目前的高電壓的充電樁擺放在外面并不安全,尤其是在露天一些雨天等惡劣天氣環(huán)境中,擁有極大地安全隱患。另外如果遇到惡意破壞的情況下,充電樁也非常容易引發(fā)危險(xiǎn)。而無線充電樁埋在地下,可以很好地適應(yīng)惡劣天氣以及避免惡意破壞。
可靠性高。在車長期的使用中,車裸露的充電部分會因?yàn)殡s物造成充電效率的下降以及各種問題的產(chǎn)生,而無線充電則只需要將無線充電模塊置入汽車即可,很容易避免這些問題的產(chǎn)生。電動(dòng)汽車無線充電普及和流行還須假以時(shí)日,而且必須跨過幾個(gè)關(guān)鍵的坎首先,無線充電的
元器件比有線充電樁要多出電磁感應(yīng)相關(guān)的部件。整體成本比有線充電樁高很多,甚至是幾倍。
現(xiàn)在商業(yè)化比較早的Plugless3.3-7kW無線充電產(chǎn)品價(jià)格在1500-2500美金。而有線充電樁7kW充電樁的價(jià)格300-500美金。無線充電想要大規(guī)模普及,首先要把自身價(jià)格降下來。電動(dòng)汽車的無線充電,功率在3.3kW以上,存在輻射,引起金屬融化,活物傷害的風(fēng)險(xiǎn)。所以無線充電產(chǎn)品需要保證符合規(guī)范的低輻射,并提供異物檢測和活物保護(hù)兩大關(guān)鍵功能。
異物檢測(FOD,F(xiàn)oreignobjectdetection)需要在地面發(fā)射板中集成異物檢測
傳感器,目前有廠家采用了
電子線圈陣列作為傳感器,來檢測發(fā)射板和接收板之間是否有異物存在。檢測物體約為一個(gè)硬幣大小。系統(tǒng)一旦檢測到異物,會及時(shí)采取措施,預(yù)防危險(xiǎn)。
現(xiàn)在的無線充電產(chǎn)品一般要求發(fā)射板和接收板的偏移范圍是15cm,對汽車司機(jī)也是一項(xiàng)小小的挑戰(zhàn),并對充電體驗(yàn)有重要影響。好在隨著配備自動(dòng)泊車功能的車型越來越多,集成自動(dòng)泊車和無線充電系統(tǒng)的車輛就不需司機(jī)操心對齊的過程,能極大改善使用體驗(yàn)。
2007年,WHO(世界衛(wèi)生組織)向各成員國推薦使用ICNIRP(國際非電離輻射防護(hù)委員會)的《限制時(shí)變電場、磁場和電磁場曝露(300GHz)導(dǎo)則》(ICNIRP1998)。其中提出的標(biāo)準(zhǔn)限值是工頻電場強(qiáng)度不超過5千伏/米,磁場強(qiáng)度不超過0.1mT(1mT=1000μT),在此范圍內(nèi)的極低頻(電網(wǎng)頻率固定為50赫茲)電磁場對人體無害。2010年,根據(jù)“國際電磁場計(jì)劃”的評估結(jié)果和新的科學(xué)進(jìn)展,ICNIRP修訂了針對100kHz以下頻段的新標(biāo)準(zhǔn)(ICNIRP2010),將磁場強(qiáng)度的安全限值提高到0.2mT。由此可見,對于日常生活中輻射,我們大可不必過分焦慮,只要稍加注意和調(diào)節(jié)即可。
根據(jù)測試結(jié)果,這個(gè)數(shù)值遠(yuǎn)低于ICNIRP給出的安全限值,電動(dòng)汽車無線充電的輻射值在安全范圍以內(nèi),也就是說,電動(dòng)汽車無線充電的輻射對人體不存在什么危害性。在科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展同時(shí),另一方面公眾對于電磁輻射的恐慌心理越來越嚴(yán)重,往往談之色變,事實(shí)上我們對于輻射的擔(dān)憂源自“狼來了”式的不了解。
其實(shí),在實(shí)際使用過程中,幾乎沒有一個(gè)車主會坐在車?yán)锏戎妱?dòng)汽車充電。根據(jù)目前電動(dòng)汽車無線充電的模式,電動(dòng)汽車無線充電可遠(yuǎn)程操作進(jìn)行,哪怕有一定的輻射,也不太可能接觸到,何況,其輻射值遠(yuǎn)低于安全限值。