现在关于电动汽车(EV)无线供电的技能开发益发活泼。瑞典沃尔沃2012年作为该集团的的亚洲研制基地,在东京成立了沃尔沃科技日本公司,并与丰桥技能科学大学别离发布了无线供电技能的最新研讨成果。
沃尔沃科技日本与日本电业作业公司的研讨小组(上),以及丰桥技能科学大学的研讨小组(下)
现在阻止EV遍及的主要原因之一是装备的大容量锂离子充电电池价格太高。锂电池的本钱在EV车辆价格中占了1/3左右。假如削减装备容量,就会导致行进间隔缩短。作为处理该课题的办法之一,业界正在考虑选用无线供电技能。意图是经过选用充电简洁的无线供电来添加充电次数,由此相应削减充电电池的装备容量。
整流天线的功率高达约84%
沃尔沃科技日本与日本电业作业公司联合开宣布了向4m开外处无线传输10kW电力的技能(图1)。选用根据微波的无线供电办法。该办法此前存在的一大课题是电力传输功率低于电磁感应办法及磁共振办法等。此次经过开发高效“整流天线”缩小了这方面的距离。
图1 开宣布10kW级高功率整流天线
在京都大学生计圈研讨所的电波暗室内,成功进行了电力传输试验(a)。开发的整流天线的输出功率为每个约1.3kW,结合运用了16个元件(b)。
整流天线是将天线(antenna)与整流电路(rectifier)合为一体、将电磁波转化为直流电的器材。日本电业作业是在整流天线开发范畴具有较高技能实力的企业。此次开宣布了功率高达10kW且转化功率约为84%的整流天线。就连在整流天线范畴坚持长时间研讨的京都大学生计圈研讨所生计圈电波应用范畴教授篠原真毅也对该数字惊奇不已:“曾经的最高功率也只要60%左右,到达80%以上的确让人吃惊”。
此次开发的整流天线组合运用了8个功率约为1.3kW的产品。运用的微波频率为2.45GHz。
沃尔沃集团提出了首先将无线供电技能应用于货车及巴士等商用车的设想。“考虑将整流天线装置在车辆的顶棚上(沃尔沃科技日本代表董事外村博史)。巴士或货车的顶棚比较平整,便于装置整流天线。并且,包含人及动物等,异物进入空地的可能性很低。
成功经由轮胎供电
而丰桥技能科学大学的研讨小组大力开发的则是为正在行进的EV无线供电的技能(图2)。主导开发的该大学电气电子信息工学系动摇工学研讨室教授大平孝介绍该技能的含义时表明,“假如能像电车相同,从外部供电,就能省去充电的费事。并且,还能大幅减小装备的充电电池容量”。
图2 从路面向车辆无线传输电力
丰桥技能科学大学开宣布了在道路上铺设金属板为车辆无线供电的办法(a)。经过在道路上的铝板与钢丝带束层之间构成电容来传输电力(b)。
该研讨小组2011年提出了经由轮胎传输电力的办法。该办法已在超小型汽车上完结原理验证,而此次是初次在汽车轮胎上试验成功。试验时,向视为路面的铝板通入了约30MHz的高频电流,点亮了装置在铝板上两个轮胎之间的白炽灯泡。轮胎为市售产品,未进行任何加工。铝板到灯泡的电力传输功率“超过了80%”(大平)。
该研讨小组选用了名为电场耦合办法的技能。在道路上铺设金属板,并在与轮胎中的钢丝带束层(Steel Belt)之间构成%&&&&&%,经过通入位移电流(高频电流)来传输电力。
值得注意的一点是,直接连接到一般高频电源时,简直无法向钢丝带束层传输能量。这是由于高频电源供给的大部分电力都被轮胎外表反射掉。因而,该小组在电源与轮胎之间插入了LC电路,再次让高频电流反射。经过使两个反射相位相差180度来彼此抵消。
丰桥技能科学大学方案2012年度内揭露试制单人电动车并施行行进试验。实用化方面,大平充满信心地表明,“开始将导入行进地址固定的工厂内等。力求5年内完成”。