电动汽车无线充电：利用电磁场

尼古拉特斯拉是一位富有远见的发明家和工程师，他启发了埃隆马斯克的著名电动汽车 (EV) 品牌，他在一个世纪前就预见到了无线电力传输的潜力。今天的电气工程师正在使特斯拉的愿景得以体现。感应充电，也称为无线充电，涉及通过电磁场在两个物体之间传输能量。这个概念在 1970 年代中期经过改进并应用于几个小型应用程序，正在消费者手机和电动汽车中卷土重来。

到目前为止，最流行的感应充电应用可能是感应炉灶，它至今仍在使用，但仅占 炉灶市场的大约 5%。这些炉灶面最喜欢的一个好处是一旦关闭电源，燃烧器冷却的速度有多快，因为热量是通过电磁场传递的——而不是从炉子的玻璃表面传递到锅。

在过去的几年里，高端智能手机制造商已经为智能手机采用了类似的感应充电技术。人们现在可以使用垫子为智能手机充电，而不是将手机插入墙上。只需将手机放在充电板上，一两个小时内即可充满电。听起来很容易，而且确实如此。

同样的概念——充电板等等——现在正被应用于电动汽车市场。许多人可能很快就可以使用比他们的汽车小一点的充电板来为他们的电动汽车充电。不需要电缆或插头。取而代之的是，汽车在汽车底部配备了一个电源接收器，仪表板设备会告诉驾驶员接收器何时正确放置在垫子上方并准备好接收电源。该垫具有用于电压控制的电源，并通过汽车和垫之间的气隙将电力传输到汽车的接收器。

保持安全

为了在电动汽车充电时保持安全，隔离技术是必须的。无论 EV 充电是使用插入式电缆还是来自充电板的电磁场， 隔离集成电路 (IC) 都是有助于保持充电过程对人员、数据和车载组件安全的关键组件。

随着千瓦级功率传输到电动汽车，功能集成的隔离 IC 有助于实现充电过程并确保整个过程中的功率暴露是安全的。与隔离技术集成的功能包括移动信号的数字隔离器、测量电流和电压的隔离传感器，以及用于电源开关 FET 和 IGBT 的隔离栅极驱动器。作为安全产品，隔离器必须符合复杂的国际安全标准。借助电力传输过程中涉及的隔离技术，电磁充电应用将与电缆插入式充电系统一样安全。只要在发射器板和接收器模块中正确包含基于隔离 IC 的电流接地隔离，即使是家庭猫在无线充电区域也应该是安全的。

豪华充电

听起来很简单，无线充电体验是有代价的。今天现有的无线电动汽车充电系统是一种奢侈品。保时捷最近推出了 最新的 Taycan 车型，是最早在某些经销商处提供该技术作为附加选项的原始设备制造商之一。其他 OEM 正在将无线充电融入其下一代设计。 据 IHS 称， 电动汽车无线充电系统的平均成本接近 2,500 美元，而插入式系统的平均成本为 300 至 500 美元。行业可以看到无线充电显着价值的地方最有可能出现在车队市场，例如，市政巴士可以在乘客停靠期间为乘客充电——当他们坐在交通中或在整个城市的指定枢纽时——而送货卡车和货车可以做同样的事情。汽车租赁公司可以通过在机场和汽车还车中心卸货和清洁车辆时为其充电，从而获得宝贵的业务效率。

过去 10 年，中国等国家的电动汽车发展迅速增长， 2018 年电动汽车的销量 超过了世界其他地区的总和。根据国际能源署 (IEA) 的数据， 2018 年全球部署的乘用电动汽车超过 500 万辆， 比上一年增长 63%。IEA 估计，截至 2018 年底，全球充电站数量约为 520 万个，高于前一年的 44%。值得注意的是，这些充电设施中有 90% 是私人充电点。

随着电动汽车市场的继续采用，充电基础设施的未来仍在发展中。显然需要更多的电动汽车充电站，政府政策和商业举措的结合将推动充电基础设施的扩张。虽然有线充电技术目前在市场上占主导地位，但无线充电将获得应有的地位，并随着时间的推移从高端利基市场转移到主流市场。