电动汽车无线充电技术概述

电动汽车无线充电技术概述北汽新能源主要内容北汽新能源电动汽车无线充电技术研究背景1电动汽车无线充电技术工作原理2电动汽车无线充电技术应用实例3未来电动汽车无线充电技术展望4电动汽车无线充电技术研究背景中国新能源汽车政策进程北汽新能源电动汽车无线充电技术研究背景新能源汽车（乘用车及轻型商用车）示范推广补助标准（万元/每辆）北汽新能源电动汽车无线充电技术研究背景北汽新能源十米以上城市公交客车示范推广补助标准（万元/每辆）电动汽车无线充电技术研究背景传统汽车和纯电动汽车节能减排比较北汽新能源日驶（公里）油耗（L/100Km）电耗（度）日成本（元）年节约（元）CO2减排（吨）传统公交车24027434传统私家车30918纯电动公交车240901309100044纯电动私家车30193.443001.8电动汽车无线充电技术研究背景北汽新能源燃料电池技术瓶颈：1.H2的制取、存储、运输难题。2.催化剂选取困难，成本太高。纯电动汽车目前更多的是发展电动汽车电动汽车电动汽车无线充电技术研究背景北汽新能源1普通充电多为交流充电，电压220V或380V，一次需要8-10小时充满。一个有10个位置的电站一天充30辆汽车，10万辆汽车需多少个充电站？占用多少城市用地？？2快速充电多为直流充电，一次充电需要10-20分钟左右。10分钟左右把35Kw的电池充电完毕大约需要250Kw的充电功率，是一个办公大楼用电负荷的5倍，不可能在家充！一个充电站开4个充电机，功率就能达到“兆瓦”级，是个难题！！3电池更换更换电池，时间短，能保证汽车的正常行驶。电池组标准化比较困难，电池组心就问题难以解决。传统电动汽车充电模式及其存在的问题电动汽车无线充电技术研究背景北汽新能源同时充电的汽车数目有限户外有线充电桩易受到侵害建专用充电站占用大量用地采用无线充电形式充电桩充形式的缺点及其解决办法电动汽车无线充电技术研究背景电动汽车充电站及充电桩北汽新能源电动汽车无线充电技术研究背景无线充电式充电站北汽新能源电动汽车无线充电技术研究背景无线充电式停车场北汽新能源电动汽车无线充电技术工作原理无线充电的发展历史1.19世纪30年代，迈克尔•法拉第就发现，周围磁场的变化将在电线中产生电流。2.19世纪90年代，爱迪生光谱辐射能研究项目的一名助手尼古拉•特斯拉就曾提出无线电力传输的构想。3.香港城市大学电子工程学系许树源教授在早几年曾成功研制出“无线电池充电平台”，需要产品与充电器接触，它主要利用的是近场电磁耦合原理。4.2007年，美国麻省理工学院的马林·索尔贾希克（MarinSoljacic）等人在无线传输电力方面取得了新进展，他们用两米外的一个电源，“隔地”点亮了一盏60瓦的灯泡。5.最近，有几家公司已经生产出无线充电的手机、mp3、便携式电脑。北汽新能源无线充电技术发展现状无线充电技术是近几年才开始发展起来的一个新兴行业，未来有着广阔的发展空间无线充电联盟（WirelessPowerConsortium）成立于2008年12月17日，其使命是为了创造和促进市场广泛采用与所有可再充电电子设备兼容的国际无线充电标准Qi以安全性，能源及充电效率为出发点，无线充电联盟宣布将近距离电磁感应技术作为低功耗便携式电子设备充电的国际标准联盟现有41家成员企业，包括Atmel、Callpod、case-mate、仁宝、ContinentalAutomotive、ConvenientPower、中光电、Duracell、依利安达磁电产品有限公司、劲量（Energizer）、怡科、FultonInnovation、HanrimPostech、赫比、Hosiden、iGo、Jeckson、Leggett&Platt、LG电子、力铭科技、乐星电缆、美国国家半导体、诺基亚、奥林巴斯、飞利浦、Powerkiss、致伸电子、Rohm半导体集团、RRCpowersolutionsGmbH、三星电子、三洋、桑菲、SixEyeInteractiveLtd.、新力爱立信移动通信公司、ST-Ericsson、德州仪器、东光公司、VerizonWireless、Wisepower及XentrisWireless无线充电技术发展现状2010年9月1日，全球首个推动无线充电技术的标准化组织——无线充电联盟在北京宣布将Qi无线充电国际标准率先引入中国。信息产业部通信电磁兼容质量监督检验中心也加入该组织无线充电技术采用统一的工业标准，未来几年，手提电话、PMP/MP3播放器、数字照相机、手提电脑等产品都可以使用全新的低能耗、高兼容的相同的无线充电器。这个充电器类似一个托盘直接插到电源上，获得联盟认证的带有“Qi”标识的不同品牌的手机直接放在上面就可完成充电电动汽车无线充电技术工作原理电子产品充电北汽新能源松下产品无线电源联盟电动汽车无线充电技术工作原理电子产品充电北汽新能源电动汽车无线充电技术工作原理北汽新能源1电磁感应式23无线电波式磁场共振式三种无线充电方式电动汽车无线充电技术工作原理电磁感应式充电北汽新能源电磁感应——初级线圈一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈钟产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端电动汽车无线充电技术工作原理电磁感应式充电系统框图及应用北汽新能源电动汽车无线充电技术工作原理电磁感应式充电北汽新能源电动汽车无线充电技术工作原理磁场共振北汽新能源原理——由能量发送装置，和能量接收装置组成，当两个装置调整到相同频率，或者说在一个特定的频率上共振，它们就可以交换彼此的能量。电动汽车无线充电技术工作原理磁场共振北汽新能源电动汽车无线充电技术工作原理磁场共振式充电应用北汽新能源电动汽车无线充电技术工作原理磁场共振式充电应用索尼公司发布的一款样机：无电源线的电视机利用磁场共振实现无线供电的电视机北汽新能源电动汽车无线充电技术工作原理磁场共振式充电应用北汽新能源电动汽车无线充电技术工作原理无线电波式充电北汽新能源基本原理——类似于早期使用的矿石收音机，主要有微波发射装置和微波接收装置组成，如图，接收电路，可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量，在随负载作出调整的同时保持稳定的直流电压。Powercast公司研制出可以将无线电波转化成直流电的接收装置，可在约1米范围内为不同电子装置的电池充电。电动汽车无线充电技术工作原理日本的龙谷大学发布了一项技术成果：移动式无线充电系统，当时就是使用的频率2.45GHz的微波。但是实验并不是用实车进行的，而是用的一个警车模型，通过微波送电，点亮了行驶中的模型警车的警灯。北汽新能源电动汽车无线充电技术工作原理北汽新能源三种充电方式对比（仅供参考）电动汽车无线充电技术工作原理北汽新能源电动汽车无线充电技术工作原理北汽新能源电动汽车无线充电技术工作原理电动汽车无线充电系统结构及原理图北汽新能源电动汽车无线充电技术工作原理电动汽车无线充电系统实际结构及原理图北汽新能源系统由位于汽车外部主级电路和位于汽车的内部的次级电路、整流器以及驱动系统构成。通常在充电的时候，带有扁平铁芯的主级线圈，即耦合器，是通过手动的方式被插在次级铁芯中一个缝隙处，这样，能量就能够从安置在底层的主级电路被转换到电池中。电动汽车无线充电技术应用实例感应充电观光车北汽新能源韩国首尔一座游乐园内试运行一种新型电车。这种电车在铺有电感应条的路面上行驶时可“无线”充电，不像传统电车需通过路轨或头顶电线获得电力。电动汽车无线充电技术应用实例印度无线充电车(REVANXG)北汽新能源REVANXG则是一款双门运动车型，拥有玻璃车顶，最高时速达130公里，一次充电可持续行驶200公里，这款车预计2011年上市。电动汽车无线充电技术应用实例日产魔方电动车北汽新能源采用了可在供电线圈和受电线圈之间提供电力的电磁感应方式.即将一个受电线圈装置安装在汽车的底盘上，将另一个供电线圈装置安装在地面，当电动汽车驶到供电线圈装置上，受电线圈即可接受到供电线圈的电流，从而对电池进行充电。目前，这套装置的额定输出功率为10kW，一般的电动汽车可在7-8小时内完成充电。电动汽车无线充电技术应用实例北汽新能源英国HaloIPT公司近日在伦敦利用其最新研发的感应式电能传输技术成功实现为电动汽车无线充电。在展示过程中，该公司将电能接收垫安装于雪铁龙电动汽车车身下侧，这样电池就可以通过无线充电系统进行无线充电。电动汽车无线充电技术应用实例2010年7月末在美国加利福尼亚州圣何塞举行的Plug-In2010年会上，Evatran公司推出新款无线充电站产品北汽新能源。电动汽车无线充电技术应用实例日本无线充电式混合动力巴士北汽新能源电磁感应式，供电线圈是埋入充电台的混凝土中的。车开上充电台后，当车载线圈对准供电线圈后（重合），车内的仪表板上有一个指示灯会亮，司机按一下充电按钮，就开始充电。电动汽车无线充电技术应用实例北汽新能源电动汽车无线充电技术应用实例日本无线充电式混合动力巴士结构北汽新能源电动汽车无线充电技术应用实例相对于电磁感应式供电，这种利用磁场共振方式的供电技术更被看好于电动汽车的应用——在未来，路面中铺有供电系统（地面上的桔色部分），可以在电动汽车行驶中供电。北汽新能源未来电动汽车无线充电技术展望电磁感应式非接触充电系统存在以下三方面的问题：1.送电距离比较短，如果两个线圈的横向偏差较大传输效率就会明显下降。目前来看只能实现传输距离为10cm左右，而底盘的距离明显与这个距离有着非常大的距离，因此这是一个很大的问题。需要考虑很多的散热问题，比如线圈之间的发热。2.还有一个问题就是耦合的辐射问题，电磁波的耦合会不会存在大的磁场泄漏。电磁感应在线圈之间传输电力，如同我们的磁铁一样，在外圈有一定的泄漏，人如何避免受影响是个很大问题。3.线圈之间也是有可能有杂物进入的，还有某些动物（猫狗）进入里面，一旦产生电涡流，就如同电磁炉一样，安全性问题非常明显。北汽新能源未来电动汽车无线充电技术展望磁场共振式供电，目前技术上的难点是，小型、高效率化比较难。现在的技术能力大约是直径半米的线圈，能在1m左右的距离提供60w的电力。一般来说，利用电磁感应原理的无线供电技术最具现实性，并且现在在电动汽车上有实际应用；磁场共振方式，则是现在最被看好、被认为是将来最有希望广泛应用于电动汽车的一种方式；电磁波送电方式，现在则提出了利用这种技术的“太空太阳能发电技术”。这种技术能应用的话，可以从根本上解决电力问题。北汽新能源未来电动汽车无线充电技术展望远程无线充电北汽新能源1997年由美国的罗纳德·佩里斯等研究人员在底特律汽车工程师协会展览会上提出。具体方案为：佩里斯设想利用一台无线发射器将电能转换成一种符合现行美国技术标准的特殊的微波束给移动中的电动汽车充电，汽车只要进入发射器工作范围，用安装在车顶的专用接收天线接收微波束即可。这样，给车辆充电就像使用车载电话一样方便。应用：市内的公共电车上，发射器就安装在公共汽车站附近，这样行车途中就不必担心没电了。未来电动汽车无线充电技术展望太空发电站北汽新能源1968年，美国人格拉泽最早提出在离地面36000公里的地球静止轨道上，建造太阳能发电站的构想。构想具体为：利用铺设在巨大平板上的亿万片太阳电池，在太阳光照射下产生电流，将电流集中起来，转换成无线电微波，发送给地面接收站。地面接收后，将微波恢复为直流电或交流电，送给用户使用。未来电动汽车无线充电技术展望太空发电站北汽新能源该太阳能电站将电能通过无线传输方式传递给空间飞行器或地球表面用户。未来电动汽车无线充电技术展望无线供电，使得电动汽车可以提供这么一种可能：一辆电动汽车从出厂到它报废为止，终生不用你去理会电力补充问题电动汽车，在太阳能电池技术、无线供电技术、以及自动驾驶技术的支持下，完全可以颠覆现在的交通概念N年以后，在高速公路上，车在自动行驶，而汽车、电脑、手机需要的所有电力都来自从路面下铺装的供电系统、或者来自汽车上的接收装置接收的电磁波。随着电动汽车的发展无线充电技术必定有