用于電動汽車動態充電的感應無線電能傳輸技術

用于電動汽車動態充電的感應無線電能傳輸技術

基于諧磁共振耦合原理的無線電能傳輸（WPT）技術能夠在不經過電氣直接接觸的前提下，實現電能從電源到負荷的傳輸。將WPT技術應用在電動汽車上能夠實現其動態充電，這將有助于擴大電動汽車的續駛里程。

利用WPT技術實現動態充電的過程可以分為3個階段：①利用交流/直流（AC/DC）轉換器將電源產生的交流電轉換為直流電，再利用高頻逆變器將直流電轉換為高頻交流電，并將高頻交流電傳輸到初級線圈中；②初級線圈在高頻交流電的作用下產生高頻交變磁場，基于諧磁共振耦合原理產生的高頻交變磁場將在次級線圈中產生高頻交流電；③對次級線圈產生的高頻交流電進行整流，并通過AC/DC轉換器將高頻交流電轉換為能夠對車載電池進行充電的直流電。為了改善充電效率，在第3階段的AC/DC轉換器后，電能通過直流/直流（DC/DC）升壓轉換器進行升壓，通過升高充電電壓來提高充電效率。

已經開發出用于電動汽車動態充電的WPT系統包括：①韓國科學技術院（KAIST）開發的“OLEV”系統，該系統采用頻率60Hz的交流電最為充電電源，產生20kHz的高頻交變磁場，但充電功率較低；②美國猶他州立大學針對電動客車開發了可實現商業化的WPT系統，該系統能夠實現25kW的充電功率；③加拿大龐巴迪（Bombardier）公司同樣針對電動客車開發了能夠實現200kW充電功率的快速WPT系統，由于該系統具有較高的充電功率，因此使得車載電池質量大幅減輕，尺寸也得到大幅減小。除此之外，基于Matlab平臺還開發出了用于WPT系統優化設計的軟件COMSOL。

Mustapha Debbou et al. 2016 IEEE PELS Workshop on Emerging Technologies: Wireless Power Transfer (WoW),Knoxville 04-06 Oct. 2016.

編譯：李臣