如何实现电动汽车的无线充电？

目前，电动汽车的无线充电技术正在全面铺开. 未来这项技术的发展将不可避免地改变现有汽车行业的发展方向，并重新规划城市道路和人们的出行习惯.

这里简要介绍了电动汽车的无线充电技术原理.

目前，主要有四种动汽车充电系统设计方案，分别是传统的感应电力传输（IPT），电容力传输（CWPT），电磁齿轮力传输（MGWPT）和谐振感应电力传输（ RIPT）.

传统的IPT: 传统IPT的基本框图如图1所示. IPT已经过测试，并已在从毫瓦到千瓦的各个领域中使用，以消除从电源到的非接触式功率. 1996年，通用汽车（GM）推出了Chevrolet S10 EV，该车采用镁合金充电IPT（J1773）系统充电，该系统可在2级（6.6 kW）时缓慢充电，在3级（50 kW）时快速充电. 初级线圈称为菱镁矿充电板（感应耦合器），插入到车辆的充电端口，次级线圈在此处接收电力并为电动汽车充电. 乔治亚大学展示了一种6.6 kW的2级EV充电器，该充电器可以在77 kHz的工作频率下为200至400 V的电池电压充电. 在这种通用的IPT中电动车220v无线充电器，一个10 KVA同轴绕组变压器具有明显的优势，例如易于修改的功率范围和灵敏的耦合设计.

图1.传统感应式电力传输

电容式力传输（CWPT）: 电容式力传输技术成本低且易于实现. 耦合电容器的先进的几何形状和机械结构对于低功耗应用非常有用，例如电子设备，移动电话充电器和旋转机械. 图2显示了基于电容式力传输技术的串联谐振电路的典型. 耦合电容器用于将功率从电源传输到，而不是使用线圈或磁体. 主交流电压通过功率因数校正电路施加到H桥转换器. H桥产生的高频交流电通过侧的耦合电容器. 电容力传输技术可以在高电压和低电流下工作. 迄今为止，由于气隙大和功率水平要求高，电容力传输技术在电动汽车中的应用受到了限制.

图2.电容式力传输原理图

电磁齿轮力传输（MGWPT）: 电磁齿轮如图3所示. 在这种方法中，两个同步永磁体并排放置. 主电源作为电流源施加到变送器绕组上，以在初级PM上产生机械转矩. 使用机械扭矩，初级PM旋转并通过机械相互作用在次级PM上产生扭矩. 这项技术面临许多挑战，需要将其纳入静态和动态应用程序中. 当两个同步绕组之间的耦合突然减小时，功率传输能力与初级和次级PM之间的轴间距成反比. 因此，它可能适用于固定式电动汽车无线充电系统，但对于动态应用却极具挑战性.

图3. 基于WPT的电磁齿轮原理图

谐振感应功率传输（RIPT）: 谐振感应功率传输技术是目前用途最广泛的技术之一. 图. 图4是谐振感应功率传输技术的. 主交流电压转换为高频交流电源，并提供给变送器或初级绕组. 或次级线圈通过变化的磁场接收功率. 通过附加的电力电子装置和滤波电路，接收到的电力被转换为电动汽车电池组的直流电. 与传统的IPT相比电动车220v无线充电器，在初级和次级绕组中都添加了串联和/或并联配置的附加补偿网络，这不仅会产生谐振情况，而且还会减少额外的电流.

图4.谐振感应功率传输

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