未來(lái)的電動(dòng)汽車有可能做到隨時(shí)無(wú)線充電嗎?就是說(shuō)邊駕駛邊充電。
未來(lái)的電動(dòng)汽車有可能做到隨時(shí)無(wú)線充電嗎?就是說(shuō)邊駕駛邊充電?!緦<医庹f(shuō)】:要回答這個(gè)問(wèn)題,就需要從無(wú)線充電的發(fā)展沿革及其原理說(shuō)起。 一、無(wú)線充電的發(fā)展歷史1. 19世紀(jì)30年代,邁
要回答這個(gè)問(wèn)題,就需要從無(wú)線充電的發(fā)展沿革及其原理說(shuō)起。
一、無(wú)線充電的發(fā)展歷史
1. 19世紀(jì)30年代,邁克爾?法拉第就發(fā)現(xiàn),周圍磁場(chǎng)的變化將在電線中產(chǎn)生電流。
2. 19世紀(jì)90年代,愛迪生光譜輻射能研究項(xiàng)目的一名助手尼古拉?特斯拉就曾提出無(wú)線電力傳輸?shù)臉?gòu)想。
3.香港城市大學(xué)電子工程學(xué)系許樹源教授在早幾年曾成功研制出“無(wú)線電池充電平臺(tái)”,需要產(chǎn)品與充電器接觸,它主要利用的是近場(chǎng)電磁耦合原理。
4.2007年,美國(guó)麻省理工學(xué)院的馬林·索爾賈希克(Marin Soljacic)等人在無(wú)線傳輸電力方面取得了新進(jìn)展,他們用兩米外的一個(gè)電源,“隔地”點(diǎn)亮了一盞60瓦的燈泡。
5.最近,有幾家公司已經(jīng)生產(chǎn)出無(wú)線充電的手機(jī)、mp3、便攜式電腦。
二、無(wú)線充電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀:
無(wú)線充電技術(shù)是近幾年才開始發(fā)展起來(lái)的一個(gè)新興行業(yè),未來(lái)有著廣闊的發(fā)展空間。無(wú)線充電聯(lián)盟(Wireless Power Consortium)成立于2008年12月17日,其使命是為了創(chuàng)造和促進(jìn)市場(chǎng)廣泛采用與所有可再充電電子設(shè)備兼容的國(guó)際無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)Qi。以安全性,能源及充電效率為出發(fā)點(diǎn),無(wú)線充電聯(lián)盟宣布將近距離電磁感應(yīng)技術(shù)作為低功耗便攜式電子設(shè)備充電的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)
1.2010年9月1日,全球首個(gè)推動(dòng)無(wú)線充電技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化組織——無(wú)線充電聯(lián)盟在北京宣布將Qi無(wú)線充電國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)率先引入中國(guó)。信息產(chǎn)業(yè)部通信電磁兼容質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心也加入該組織
2.無(wú)線充電技術(shù)采用統(tǒng)一的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),未來(lái)幾年,手提電話、PMP/MP3播放器、數(shù)字照相機(jī)、手提電腦等產(chǎn)品都可以使用全新的低能耗、高兼容的相同的無(wú)線充電器。
3.這個(gè)充電器類似一個(gè)托盤直接插到電源上,獲得聯(lián)盟認(rèn)證的帶有“Qi”標(biāo)識(shí)的不同品牌的手機(jī)直接放在上面就可完成充電
三、電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)工作原理:電磁感應(yīng)式、磁場(chǎng)共振式、無(wú)線電波式
1.電磁感應(yīng)式充電
電磁感應(yīng)——初級(jí)線圈一定頻率的交流電,通過(guò)電磁感應(yīng)在次級(jí)線圈鐘產(chǎn)生一定的電流,從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端
2.磁場(chǎng)共振
原理——由能量發(fā)送裝置,和能量接收裝置組成,當(dāng)兩個(gè)裝置調(diào)整到相同頻率,或者說(shuō)在一個(gè)特定的頻率上共振,它們就可以交換彼此的能量。
3.無(wú)線電波式充電
基本原理——類似于早期使用的礦石收音機(jī),主要有微波發(fā)射裝置和微波接收裝置組成,如圖,接收電路,可以捕捉到從墻壁彈回的無(wú)線電波能量,在隨負(fù)載作出調(diào)整的同時(shí)保持穩(wěn)定的直流電壓。
Powercast公司研制出可以將無(wú)線電波轉(zhuǎn)化成直流電的接收裝置,可在約1米范圍內(nèi)為不同電子裝置的電池充電。
四、電動(dòng)汽車無(wú)線充電系統(tǒng)實(shí)際結(jié)構(gòu)及原理圖(附注)
系統(tǒng)由位于汽車外部主級(jí)電路和位于汽車的內(nèi)部的次級(jí)電路、整流器以及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成。通常在充電的時(shí)候,帶有扁平鐵芯的主級(jí)線圈,即耦合器,是通過(guò)手動(dòng)的方式被插在次級(jí)鐵芯中一個(gè)縫隙處,這樣,能量就能夠從安置在底層的主級(jí)電路被轉(zhuǎn)換到電池中。
五、未來(lái)電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)展望
電磁感應(yīng)式非接觸充電系統(tǒng)存在以下三方面的問(wèn)題:
1.送電距離比較短,如果兩個(gè)線圈的橫向偏差較大傳輸效率就會(huì)明顯下降。目前來(lái)看只能實(shí)現(xiàn)傳輸距離為10cm左右,而底盤的距離明顯與這個(gè)距離有著非常大的距離,因此這是一個(gè)很大的問(wèn)題。需要考慮很多的散熱問(wèn)題,比如線圈之間的發(fā)熱。2.還有一個(gè)問(wèn)題就是耦合的輻射問(wèn)題,電磁波的耦合會(huì)不會(huì)存在大的磁場(chǎng)泄漏。電磁感應(yīng)在線圈之間傳輸電力,如同我們的磁鐵一樣,在外圈有一定的泄漏,人如何避免受影響是個(gè)很大問(wèn)題。3.線圈之間也是有可能有雜物進(jìn)入的,還有某些動(dòng)物(貓狗)進(jìn)入里面,一旦產(chǎn)生電渦流,就如同電磁爐一樣,安全性問(wèn)題非常明顯。
磁場(chǎng)共振式供電充電系統(tǒng):
目前技術(shù)上的難點(diǎn)是,小型、高效率化比較難?,F(xiàn)在的技術(shù)能力大約是直徑半米的線圈,能在1m左右的距離提供60w的電力。
一般來(lái)說(shuō),利用電磁感應(yīng)原理的無(wú)線供電技術(shù)最具現(xiàn)實(shí)性,并且現(xiàn)在在電動(dòng)汽車上有實(shí)際應(yīng)用;磁場(chǎng)共振方式,則是現(xiàn)在最被看好、被認(rèn)為是將來(lái)最有希望廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車的一種方式;電磁波送電方式,現(xiàn)在則提出了利用這種技術(shù)的“太空太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)”。這種技術(shù)能應(yīng)用的話,可以從根本上解決電力問(wèn)題。
遠(yuǎn)程無(wú)線充電:
1997年由美國(guó)的羅納德·佩里斯等研究人員在底特律汽車工程師協(xié)會(huì)展覽會(huì)上提出。具體方案為:佩里斯設(shè)想利用一臺(tái)無(wú)線發(fā)射器將電能轉(zhuǎn)換成一種符合現(xiàn)行美國(guó)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的特殊的微波束給移動(dòng)中的電動(dòng)汽車充電,汽車只要進(jìn)入發(fā)射器工作范圍,用安裝在車頂?shù)膶S媒邮仗炀€接收微波束即可。這樣,給車輛充電就像使用車載電話一樣方便。
應(yīng)用:市內(nèi)的公共電車上,發(fā)射器就安裝在公共汽車站附近,這樣行車途中就不必?fù)?dān)心沒電了。
太空發(fā)電站:
1968年,美國(guó)人格拉澤最早提出在離地面36000公里的地球靜止軌道上,建造太陽(yáng)能發(fā)電站的構(gòu)想。構(gòu)想具體為:利用鋪設(shè)在巨大平板上的億萬(wàn)片太陽(yáng)電池,在太陽(yáng)光照射下產(chǎn)生電流,將電流集中起來(lái),轉(zhuǎn)換成無(wú)線電微波,發(fā)送給地面接收站。地面接收后,將微波恢復(fù)為直流電或交流電,送給用戶使用。
無(wú)線供電,使得電動(dòng)汽車可以提供這么一種可能:一輛電動(dòng)汽車從出廠到它報(bào)廢為止,終生不用你去理會(huì)電力補(bǔ)充問(wèn)題
電動(dòng)汽車,在太陽(yáng)能電池技術(shù)、無(wú)線供電技術(shù)、以及自動(dòng)駕駛技術(shù)的支持下,完全可以顛覆現(xiàn)在的交通概念
N年以后,在高速公路上,車在自動(dòng)行駛,而汽車、電腦、手機(jī)需要的所有電力都來(lái)自從路面下鋪裝的供電系統(tǒng)、或者來(lái)自汽車上的接收裝置接收的電磁波。
個(gè)人理解:無(wú)線充電技術(shù)的發(fā)展是逐步進(jìn)行的,小型的電子設(shè)備會(huì)是一個(gè)突破口。如果在手機(jī)、相機(jī)等一些便攜設(shè)備上實(shí)現(xiàn)了無(wú)線充電,相信會(huì)對(duì)電動(dòng)車的無(wú)線充電技術(shù)革新甙類一定的沖擊。不過(guò),就目前電動(dòng)車得普及程度以及目前汽車工業(yè)對(duì)石油的依賴程度,短期內(nèi)汽油被淘汰還是不太可能的。正如前面所述,任何一項(xiàng)技術(shù)都是逐步發(fā)展的,相信無(wú)線充電技術(shù)發(fā)展到一定程度,有了一定的利益前景并吸引更多的商家加入,無(wú)線充電技術(shù)必定有著廣闊的利用空間。
附注:說(shuō)明一下,我對(duì)這一塊具體了解也不是很多,不過(guò),恰巧我這里有一些文檔。這些文字大都是從那個(gè)文檔上面截取過(guò)來(lái)上的,當(dāng)然由于一些圖片無(wú)法發(fā)表上來(lái),所以看起來(lái)有些累。如果你還想進(jìn)一步了解的話,百度hi我吧!或者聯(lián)系wen_m@foxmail.com也行,我手上有些研究性的文檔,相信對(duì)你有很大幫助的。祝周末愉快,也希望我的這些話能對(duì)樓主有一定幫助了。
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