电动汽车无线充电的电力传输

尽管与汽油或柴油汽车相比，电动汽车 (EV) 的绿色特性可能已得到广泛认可，但一些消费者顽固地拒绝过渡，主要是因为成本。然而，其他因素也发挥了作用。根据麦肯锡的一份报告，里程焦虑和没有足够的高效充电站也被认为是购买的严重障碍。报告称，随着电动汽车价格继续下降，这两个因素可能很快就会变得更加突出。

那么，为什么收费会引起如此大的关注呢?嗯，首先，它是一个数字游戏。在大多数主要市场，道路上没有足够的公共充电站。结果是，经常主要依靠家庭和工作场所充电的现有车主害怕长途旅行。

同时，这种基础设施的缺乏为潜在的未来买家提供了一个重要的理由来保持对传统动力系统的忠诚。因此，除非公共充电条款看到持续的投资，否则电动汽车的使用可能在中短期内仍然受到限制。

为什么要无线充电?

一种解决方案可能是引入一种更加动态和灵活的电动汽车充电方法，传统上这种充电方式是基于家庭、工作场所和公共道路上的有线插入式充电。这些方法中的每一种都有其自身的特定限制。

在没有停车库的住宅中，家庭充电并不总是可行的，因为从房子到道路的人行道上铺设电线是不可取的。一些工作场所不愿意投资有线充电基础设施，而在人口密集的城市地区，此类基础设施的空间往往非常宝贵。

然后是有线插电式汽车充电在公共环境中的方式存在缺陷。1 级和 2 级交流充电以及 3 级直流快速充电都是“动手”技术，因为它们要求驾驶员在充电过程的开始和结束时扮演物理角色。最近的全球健康危机可能会导致公众更加关注公共基础设施的使用，并尽可能地倾向于非接触式技术。

这就是无线充电可以发挥重要作用的地方。通常基于通过将电磁波从充电板传输到连接到车辆的板上来为电池充电的能力，无线充电具有为电动汽车移动性提供更灵活和更具成本效益的方法的潜力。

通过消除对电线和笨重的直立式电源装置的需求，电动汽车司机可以在更多的地方充电。此外，它还为围绕共享充电设备的任何公共卫生担忧提供了创新的技术解决方案。

电力传输解释

在固定基础设施方面，有两种主要技术——发射器(充电站)和接收器(汽车)。该系统在车辆进入充电区域时启动，将来自电源的交流电压转换为直流电压为电池充电，并由无线感应电力传输提供支持。

用简单的操作术语来说，一个典型的平台会看到由 AC/DC 转换器转换的电源功率，功率因数校正级用于通过将输入电流转换为接近于同相的正弦波形来提高效率。电网电压，从而提高功率因数。

DC/AC 逆变器产生 80 kHz 至 120 kHz 的高频交流电压。然后使用补偿网络来提高系统效率，使用谐振电容器减少额外损耗。

然后，由铁氧体板支撑的发送器和接收器线圈用于增强和引导磁耦合以进行无线传输。同时，在接收端，高频交流电被转换成大功率高压直流电，然后连接到电池上。电池管理系统(BMS)用于提供电源控制和通信，并执行检查电池电量等功能，最终实现稳定和安全的运行。

极端情况下，动态无线充电——放置在道路下方的线圈与位于车辆底盘下方的接收器连接——可能成为一种更加灵活的电力传输方法，允许车辆在旅途中充电。这种创新的技术方法几乎适用于任何类型的道路和任何环境条件，可以消除对加油站等传统充电基础设施的需求。它还可以作为一种优雅而强大的方法来为电动市政和公共交通车辆供电，例如在同一路线上每周、每周运行的公共汽车。

事实上，近年来，已经出现了几家提供无线电动道路系统的公司。一个这样的组织是以色列的Electreon，其共享充电平台基于放置在车道中心道路下方的铜线圈、位于车辆底盘下方的接收器以及提供实时通信的管理和电源单元每辆车都将能量从电网传输到道路下方的基础设施。Electreon 表示，铜线圈可以在一夜之间沿着一公里的道路安装，成本为每公里 160,000 美元。

该公司表示，对城市和环境的好处是多方面的，包括取消充电站、减少与电动车队相关的碳排放以及相对较低的基础设施成本。对于公共汽车运营商和电动汽车车主来说，该系统将通过最大限度地减少对车载电池的需求来鼓励开发更轻的车队。无线技术还将结束里程焦虑，同时提供一种未来将非常适合采用自动驾驶汽车的基础设施。

克服采用障碍

从广义上讲，对采用电动汽车的沉默与技术壁垒无关。无线充电系统背后的组件广泛可用且广为人知。例如，KEMET 可以提供大多数相关系统和组件，包括交流滤波装置、脉冲缓冲器、铁氧体片和电容器。

采用的最大挑战是抵制变革。对于固定应用，插入式充电已经抢占了无线的领先地位，并被广泛采用和理解。汽车制造商还投资了数十亿美元用于电池开发，特别关注能量密度和尺寸。对于动态充电，需要考虑现有道路设计的性质、未来维护和全寿命成本。

这并不是说无线充电没有作用。在某些情况下，例如新城市和城市中心的设计和开发，它可能成为最可行和最具成本效益的解决方案。展望未来，根据个人位置和应用的具体情况，公共充电基础设施最有可能包括传统的插入式充电和无线充电的组合，以更好地支持电动汽车的长期采用。

无论组合如何，像 KEMET 这样的组件供应商都处于有利地位，可以支持快速发展和技术创新的市场。车队电气化的趋势是不可阻挡的，国家政府和地方当局面临着开发足够的充电基础设施以满足需求的压力。