深度解析电动车无线充电与放电的优点

2015-09-09 04:18

　　未来，无线充电装置不仅能为电动汽车电池充电，还能将电能传回电网。在400W到3.6kW的功率范围内，这种高性能的无线充电装置能实现高水平传输效率，即汽车与充电线圈感应距离可以达到20cm远。Fraunhofer研究人员将于9月15日至18日的IAA法兰克福国际车展展示它们的原型。

　　试想一下，倾盆大雨之时，电动汽车的电池电量变为“零”，车主们将不得不接通电动汽车密集而笨重的电缆。此时的充电接口肯定会被淋湿透。因此，使用无线感应系统给汽车充电要方便得多。而这与空气传播能量的原理相关，确切来说是时变磁场。该技术本质上要借助两个电磁线圈，一个安装在道路、停车场或车库里，另一个则安装在汽车的底部。然后连接稳定的电容，两个电磁线圈形成共振的“能量传递天线系统”。两个电磁线圈感应的距离越近，能量传输的效率越高。

　　在卡塞尔研究风能和能源系统技术的Fraunhofer研究所研究人员对该充电感应系统提出了优化的设计方案。Fraunhofer转换器技术部副部长Marco Jung称，“我们直接使用了市场主流的标准器件。”除此之外，研究人员使用了铁氧体片更少的线圈系统。体片控制和屏蔽磁场所包含的氧化铁不但笨重，而且昂贵。减少氧化铁的数量可以进一步降低线圈的重量和成本。

　　无线充电的另一优点是经过特殊设计的电力和线圈系统。这意味着车辆在行驶过程中，只要两个线圈的感应距离在20cm之内，系统就能高效地运转。Fraunhofer IWES项目经理Dr. René Marklein解释道，“即使是20厘米的感应距离，其充电效率也可以达到93%-95%之间，整个功率范围在400W到3.6kW之间。”其它类似的系统只能在短距离内发挥作用，车子与地面距离太大会使充电效率受到限制。

　　两个充电线圈分别内置于道路和汽车底部，而充电系统安装在汽车上，可以确保储存电量和各充电电缆的连接。科学家设计的该系统，给予了车主最大化的灵活性。基于多功能系统理念，它不仅允许感应电荷，还能进行单相和三相连接。这让车主可以随时在普通的电源插座或充电地点充上电。

　　充电系统既可以充电也可以放电，其另一大优点就是帮助稳定普通电网。这又是怎么一回事呢？想象一下，当艳阳高照或强风席卷全国时，太阳能电池或风力涡轮机的能量将供大于求。如果更多的电能输入电网，电压可能会上升甚至破坏电力设备。而有利的天气条件下，电网运营商会节流，太阳能和风能将输出到电网。当乌云密布或风力减弱时，如果有汽车电池将多余的电能暂时储存，然后在反馈到电网，将进一步增加可再生能源在能源结构中的比重。