電動汽車無線充電方式及其磁場分布研究

電動汽車行駛里程較短，始終是限制其推廣的關鍵因素。在現(xiàn)有技術水平下，增加充電樁的數(shù)量和密度可解決該問題。但是，搭建充電樁對于場地的要求較高，因而近些年無線充電系統(tǒng)引起了眾多汽車制造商的注意。

目前，常用的無線充電方式包括電磁感應式、電磁共振式和電磁輻射式。在電動汽車上應用無線充電時，考慮到安全性和成本因素，多采用電磁共振式。因此，在構建無線充電系統(tǒng)時，主要基于電磁耦合共振原理，借助高頻逆變電路、諧振耦合網(wǎng)絡、高速整流電路和功率匹配轉換器實現(xiàn)。無線充電時，首先通過逆變器和降壓轉換器將直流電源或交流電源轉換為低壓交流電加載到初級電路上，之后通過高頻逆變電路轉換成高頻交流電，再之后初級電路上的繞組線圈通過空間磁場的感應耦合將能量傳輸?shù)诫妱悠嚧渭夒娐飞系睦@組線圈，最后經(jīng)過整流濾波變換成直流電為電池組充電。

利用電磁耦合共振原理實現(xiàn)無線充電時，為了提高充電效率，往往需要千瓦級的功率輸出。高功率可能造成初級電路和次級電路上繞組線圈所生成磁場的泄漏，這可能對周圍設施及人體產(chǎn)生影響。因而，應用無線充電時需要對可能產(chǎn)生的磁場進行預測，保證其安全性。對輸出功率3.7kW、共振頻率85kHz的無線充電系統(tǒng)進行了磁場分布分析。分析結果顯示，在給定的無線充電系統(tǒng)條件下，無線充電將使電動汽車周圍磁場的磁場強度增加，遠低于非電離輻射國際委員會制定的標準值，可認為這是一種安全的充電方式。

ToshiakiWatanabe etal. SAE 2016-01-1158.

編譯：王祥