电动汽车无线充电方式及其磁场分布研究

电动汽车无线充电方式及其磁场分布研究

电动汽车行驶里程较短，始终是限制其推广的关键因素。在现有技术水平下，增加充电桩的数量和密度可解决该问题。但是，搭建充电桩对于场地的要求较高，因而近些年无线充电系统引起了众多汽车制造商的注意。

目前，常用的无线充电方式包括电磁感应式、电磁共振式和电磁辐射式。在电动汽车上应用无线充电时，考虑到安全性和成本因素，多采用电磁共振式。因此，在构建无线充电系统时，主要基于电磁耦合共振原理，借助高频逆变电路、谐振耦合网络、高速整流电路和功率匹配转换器实现。无线充电时，首先通过逆变器和降压转换器将直流电源或交流电源转换为低压交流电加载到初级电路上，之后通过高频逆变电路转换成高频交流电，再之后初级电路上的绕组线圈通过空间磁场的感应耦合将能量传输到电动汽车次级电路上的绕组线圈，最后经过整流滤波变换成直流电为电池组充电。

利用电磁耦合共振原理实现无线充电时，为了提高充电效率，往往需要千瓦级的功率输出。高功率可能造成初级电路和次级电路上绕组线圈所生成磁场的泄漏，这可能对周围设施及人体产生影响。因而，应用无线充电时需要对可能产生的磁场进行预测，保证其安全性。对输出功率3.7kW、共振频率85kHz的无线充电系统进行了磁场分布分析。分析结果显示，在给定的无线充电系统条件下，无线充电将使电动汽车周围磁场的磁场强度增加，远低于非电离辐射国际委员会制定的标准值，可认为这是一种安全的充电方式。

ToshiakiWatanabe etal. SAE 2016-01-1158.

编译：王祥