電動汽車無線充電技術(shù)的原理是什么

隨著無線充電技術(shù)的日漸成熟，其在電動汽車領(lǐng)域的應(yīng)用也逐漸成為了大家關(guān)注的焦點，但是在實際應(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；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。通過兩個振動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時，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)目前無法實現(xiàn)長距離有效傳輸，當(dāng)電磁波能量越集中時，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。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為雜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。電動汽車無線充電普及和流行還須假以時日，而且必須跨過幾個關(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)品價格在1500-2500美金。而有線充電樁7kW充電樁的價格300-500美金。無線充電想要大規(guī)模普及，首先要把自身價格降下來。電動汽車的無線充電，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。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。檢測物體最小約為一個硬幣大小。系統(tǒng)一旦檢測到異物，會及時采取措施，預(yù)防危險。
　　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)也是一項小小的挑戰(zhàn)，并對充電體驗有重要影響。好在隨著配備自動泊車功能的車型越來越多，集成自動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。
　　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)限值是工頻電場強度不超過5千伏/米，磁場強度不超過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，這個數(shù)值遠(yuǎn)低于ICNIRP給出的安全限值，電動汽車無線充電的輻射值在安全范圍以內(nèi)，也就是說，電動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，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，事實上我們對于輻射的擔(dān)憂源自“狼來了”式的不了解。
　　其實，在實際使用過程中，幾乎沒有一個車主會坐在車?yán)锏戎妱悠嚦潆姟８鶕?jù)目前電動汽車無線充電的模式，電動汽車無線充電可遠(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。