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詳解電動汽車無線充電9大技術(shù)要求

2017-10-30 10:51:29 電子發(fā)燒友　 點(diǎn)擊量： 評論 (0)
現(xiàn)在各大廠商都在進(jìn)行無線充電技術(shù)研究，因?yàn)樗鼣[脫了以往線纜的局限，可以即停即充，簡單方便，也不會受到惡劣氣候條件的影響。這種技術(shù)在無人駕駛上是不可缺少的功能。隨著電動汽車大規(guī)模普及和無人駕駛技術(shù)的
現(xiàn)在各大廠商都在進(jìn)行無線充電技術(shù)研究，因?yàn)樗鼣[脫了以往線纜的局限，可以即停即充，簡單方便，也不會受到惡劣氣候條件的影響。這種技術(shù)在無人駕駛上是不可缺少的功能。隨著電動汽車大規(guī)模普及和無人駕駛技術(shù)的高速發(fā)展，感覺最近汽車無線充電發(fā)展明顯加速。不同領(lǐng)域的無線充電技術(shù)的需求和功能都會有所不同，本文就電動汽車描述無線充電它的系統(tǒng)需求。
 
一、系統(tǒng)組成
 
電動汽車的無線充電系統(tǒng)，基本上由電源盒、地面發(fā)射板、車載接收板、車載控制器共4個(gè)部分組成。目前的無線充電主要是單向Grid to Vehicle(G2V)供電，以后必然發(fā)展為雙向供電，即G2V + V2G。為方便起見，本文仍稱之為“地面發(fā)射板”和“車載接收板”。
 
 
無線充電的系統(tǒng)部件，不同廠商定義了不同的名稱，Qualcomm稱之為Power Supply Unit(PSU)、Base Pad (BP)、Vehicle Pad (VP)、Vehicle Control Unit (VCU)。Evatran稱之為Control Panel， Parking Pad， Vehicle Adapter(包括線圈和控制器)。根據(jù)需要，地上部分和車載部分的線圈和控制器既可以做成分體式，也可以做成一體式。當(dāng)前大部分系統(tǒng)是直流輸出到電池，也有少部分是交流輸出到OBC。系統(tǒng)框圖如下：
 
 
GA–Ground Assembly， 即地面發(fā)射板;VA–Vehicle Assemble， 即車載接收板
 
無線充電屬弱耦合系統(tǒng)，耦合系數(shù) k≈0.1-0.4。標(biāo)稱工作頻率85kHz，頻率范圍81.38-90kHz。
 
二、線圈結(jié)構(gòu)
 
在無線充電系統(tǒng)中，常見線圈結(jié)構(gòu)有CR、DD、及多線圈形(比如Bipolar)。CR結(jié)構(gòu)是單一環(huán)形結(jié)構(gòu)，可以繞制成圓形、橢圓形、或方形等;DD結(jié)構(gòu)實(shí)際上是一條Liz線從一個(gè)線圈繞到另一個(gè)線圈;而Bipolar是由兩個(gè)獨(dú)立線圈部分重疊而成。
 
相比傳統(tǒng)的CR結(jié)構(gòu)而言，DD結(jié)構(gòu)更小、更輕、效率更高、位置敏感度低、互操作性更好。
 
 
如下圖，Bipolar可以靈活配置成大CR、小CR或DD形。大家不禁要問，既然Bipolar如此完美，為什么應(yīng)用不多呢?問題在于，線圈越多控制越復(fù)雜，成本及價(jià)格也越高，因此在產(chǎn)業(yè)化初期不會大規(guī)模應(yīng)用。
 
 
三、電路拓?fù)?/strong>
 
選用什么樣的電路的拓?fù)洌c線圈結(jié)構(gòu)、功率等級、隔空間隙等設(shè)計(jì)需求有關(guān)。不同廠家都有自己獨(dú)特設(shè)計(jì)，有的涉及專利技術(shù)及知識產(chǎn)權(quán)。以下是兩個(gè)典型示例：
 


 
 
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