基于无线传输的电动汽车动态充电方法

基于无线传输的电动汽车动态充电方法

目前，受电池容量及充电基础设施的限制，造成充电问题成为了电动汽车发展过程中面临的主要问题。无线充电技术能够解决传统传导式充电存在的基础设施限制以及安全问题，因而成为了电动汽车一种较具潜力的充电方式。然而，静态无线充电方法仍然存在充电频繁、续驶里程短且成本高昂等问题。对此，电动汽车动态无线充电方法应运而生。

动态无线充电方法通过埋在地面下的供电导轨，在一定的区域范围内，以高频交变磁场的形式将电能传输给路面上行驶的汽车，通过汽车上的电能拾取机构为车载电池充电。地面上的感应充电装置包含4个初级线圈，每个线圈连接一个特定的绝缘栅双极型晶体管（IGBT）模块，4个特定IGBT模块同时与一个通用的IGBT模块连接。每个初级线圈前部安装磁传感器，当电动汽车行驶经过磁传感器时，激活初级线圈，保证一次只激活一个初级线圈。此时，被激活初级线圈的特定IGBT模块与通用IGBT模块连接构成全桥变换器，从而实现电能无线传输。为了减少施加在初级线圈上的电压，确保电气隔离，防止在裸露导体发生故障且带电的情况下发生间接触电危险，在初级线圈上连接两套并联连接的变压装置。该电动汽车动态无线充电方法实现了电源到电池的充电效率为90%～92%，各部件的损失分别为高频逆变器2%～3%、感应电能传输（IPT）模块5%～6%、输出整流器1%～2%。采用贴现现金流（DCF）成本分析方法，设定动态无线充电的概率为50%～60%时，则动态无线充电基础设施投资成本的盈亏平衡点为12年到14年。

Ioannis Karakitsios et al.SAE 2017-01-9076.

编译：王祥