跟着动力传动系统从内燃机(ICE)向电动机开展,轿车行业正在阅前史上最大的改变时期之一。尽管现代电动轿车(EV)续航路程方面的技能开展明显,但关于选用的最大妨碍之一是顾客忧虑受困于电池没电,即所谓的“路程焦虑”。
为应对这一应战,大多数尽力都致力于让电池变得更好、车辆更高能效,但其它办法也开端锋芒毕露。其间最有意思的便是为EV无线充电的才能,这使得电池在车辆运转且无需“硬接线“与电源相连接的状况下也能充满电。半导体技能关于成功的电动轿车无线充电(WEVC)起着重要的效果。
选用新技能触及一个改变的进程,不同于那些好像享用“改变”自身的前期选用者,这关于许多干流顾客来说或许很难。鉴于EV处于开展初期,路程焦虑常被认为是其选用速度低于预期的一个原因。即便充满电,除了用于本地通勤之外,一般EV的续航路程都远远小于汽油动力车辆。这意味着在家以外的充电好像会成为一种必要。此外,充电站远没有加油站那样遍及,导致(用户)有或许并忧虑受困。终究,尽管电源办理技能的前进使得充电时刻得以大幅削减,但仍然比传统加油站要长得多。
尽管充电基础设施正在快速扩张,尤其是像大众轿车这样的公司在美国出资20亿美元用于清洁轿车基础设施,这也是其为处理柴油机排放丑闻的尽力之一。但许多公司正在寻觅其他办法,可以更便当地对车辆进行充电。其间一个正在评论和评价中的关键技能是无线充电,特别是终究可以动态地为车辆充电。
尽管许多人视无线充电为新技能,但其实它已有百年前史。早在1894年,在纽约市,Nikolai
Tesla为整个实验室的电灯供电,证明了该技能的可行性。但尔后就简直再无开展,直到最近移动设备的增加使这项技能再度锋芒毕露,首要是因为其为用户带来的便当。
无线技能作业原理
原则上,无线充电的作业办法与有线充电十分类似。电源电压转换为直流电(DC)并用于为电池充电。在较高的功率水平下,会运用功率因数校对(PFC)级。大多数根据主电源的充电器运用电流阻隔变压器,这是有线和无线充电器之间的本质区别。
图1: 典型充电器框图
在有线运用中,变压器是一个带有中心的单元,可保证初级发生的(简直)一切通量都能耦合到次级。这保证了高水平功率传输,从而助力构建高能效的充电器。
为了打造无线充电器,变压器被分为初级和次级,初级(发射器)保留在充电器中,次级(接收器)坐落即将充电的设备中。初级和次级之间的间隔将因运用而异,并会对充电器的功能发生严重影响。
经过将中心替换为“空气”,通量传输削减。假如在根据中心的变压器中,耦合系数(k)近似为1,那么在无线运用中,k的值将挨近0.25。实践值将与两个线圈之间的间隔成反比,且假如初级和次级未对准,则实践值也将减小。
但是,经过在初级和次级引进磁共振可改进这种状况。经过运用两个调谐电路,功率以特定的频率传输,且与非谐振办法比较,功率传输的能效可近乎翻倍。
图2: 选用谐振办法的无线功率传输
这种办法的另一长处是具有更好的电磁搅扰(EMI)功能,这对无线充电的大规模推行至关重要。它还答应运用比如零电压开关(ZVS)或零电流开关(ZCS)等技能,这两种技能关于完成极高能效的功率传输都起着重要效果。