電動汽車無線充電技術(shù)概述

1、電動汽車無線充電技術(shù)概述電動汽車無線充電技術(shù)概述北汽新能源主要內(nèi)容北汽新能源 電動汽車無線充電技術(shù)研究背景電動汽車無線充電技術(shù)研究背景1電動汽車無線充電技術(shù)工作原理電動汽車無線充電技術(shù)工作原理2電動汽車無線充電技術(shù)應(yīng)用實例電動汽車無線充電技術(shù)應(yīng)用實例3未來電動汽車無線充電技術(shù)展望未來電動汽車無線充電技術(shù)展望4電動汽車無線充電技術(shù)研究背景中國新能源汽車政策進程中國新能源汽車政策進程北汽新能源電動汽車無線充電技術(shù)研究背景新能源汽車（乘用車及輕型商用車）示范推廣補助標準（萬元新能源汽車（乘用車及輕型商用車）示范推廣補助標準（萬元/ /每輛）每輛） 北汽新能源電動汽車無線充電技術(shù)研究背景北汽新能源十米

2、以上城市公交客車示范推廣補助標準（萬元十米以上城市公交客車示范推廣補助標準（萬元/ /每輛）每輛） 電動汽車無線充電技術(shù)研究背景傳統(tǒng)汽車和純電動汽車節(jié)能減排比較傳統(tǒng)汽車和純電動汽車節(jié)能減排比較北汽新能源日駛?cè)振偅ü铮ü铮?油耗油耗（L/100Km）電耗電耗（度）（度）日成本日成本（元）（元）年節(jié)約年節(jié)約（元）（元）CO2減排減排（噸）（噸）傳統(tǒng)公交車24027434傳統(tǒng)私家車30918純電動公交車240901309100044純電動私家車30193.443001.8電動汽車無線充電技術(shù)研究背景北汽新能源燃料電池燃料電池技術(shù)瓶頸：技術(shù)瓶頸：1.H21.H2的制取、存儲的制取、存儲、運輸難題

3、。、運輸難題。2. 2. 催化劑選取困難催化劑選取困難，成本太高。，成本太高。純電動汽車純電動汽車 目前更多的是發(fā)目前更多的是發(fā)展電動汽車展電動汽車電動汽車電動汽車電動汽車無線充電技術(shù)研究背景北汽新能源1普通充電普通充電 多為交流充電，電壓多為交流充電，電壓220V220V或或380V380V，一次需要，一次需要8- 8-1010小時充滿。小時充滿。 一個有一個有1010個位置的電站個位置的電站一天一天 充充3030輛汽車，輛汽車，1010萬輛萬輛汽車需多少個充電站？汽車需多少個充電站？占用多少占用多少城市用地城市用地？2快速充電快速充電 多為直流充電，一次充電多為直流充電，一次充電需要需要1

4、0-2010-20分鐘左右。分鐘左右。 10 10分鐘左右把分鐘左右把35Kw35Kw的電的電池充電完畢大約需要池充電完畢大約需要250Kw250Kw的充電功率，是一的充電功率，是一個辦公大樓用電負荷的個辦公大樓用電負荷的5 5倍倍，不可能在家充！一個充，不可能在家充！一個充電站開電站開4 4個充電機，功率就個充電機，功率就能達到能達到“兆瓦兆瓦”級，是個級，是個難題！難題！3電池更換電池更換 更換電池，時間短，能保更換電池，時間短，能保證汽車的正常行駛。證汽車的正常行駛。 電池組電池組標準化標準化比較困難，比較困難，電池組心就問題難以解決電池組心就問題難以解決。傳統(tǒng)電動汽車傳統(tǒng)電動汽車充電模

5、式及其存在的問題充電模式及其存在的問題電動汽車無線充電技術(shù)研究背景北汽新能源同時充電的汽車數(shù)目有限同時充電的汽車數(shù)目有限戶外有線充電樁易受到侵害戶外有線充電樁易受到侵害建專用充電站占用大量用地建專用充電站占用大量用地充電樁充形式的缺點及其解決辦法充電樁充形式的缺點及其解決辦法電動汽車無線充電技術(shù)研究背景電動汽車充電站及充電樁電動汽車充電站及充電樁北汽新能源電動汽車無線充電技術(shù)研究背景無線充電式充電站無線充電式充電站北汽新能源電動汽車無線充電技術(shù)研究背景 無線充電式停車場無線充電式停車場北汽新能源電動汽車無線充電技術(shù)工作原理無線充電的發(fā)展歷史u1. 19世紀30年代，邁克爾法拉第就發(fā)現(xiàn)，周圍磁場

6、的變化將在電線中產(chǎn)生電流。u2. 19世紀90年代，愛迪生光譜輻射能研究項目的一名助手尼古拉特斯拉就曾提出無線電力傳輸?shù)臉?gòu)想。u3.香港城市大學電子工程學系許樹源教授在早幾年曾成功研制出“無線電池充電平臺”，需要產(chǎn)品與充電器接觸，它主要利用的是近場電磁耦合原理。u4.2007年，美國麻省理工學院的馬林索爾賈希克（Marin Soljacic）等人在無線傳輸電力方面取得了新進展，他們用兩米外的一個電源，“隔地”點亮了一盞60瓦的燈泡。u5.最近，有幾家公司已經(jīng)生產(chǎn)出無線充電的手機、mp3、便攜式電腦。北汽新能源無線充電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀無線充電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀u無線充電技術(shù)是近幾年才開始發(fā)展起來的一個新興

7、行業(yè)，未來有著廣闊的發(fā)展空間u無線充電聯(lián)盟（Wireless Power Consortium）成立于2008年12月17日，其使命是為了創(chuàng)造和促進市場廣泛采用與所有可再充電電子設(shè)備兼容的國際無線充電標準Qiu以安全性，能源及充電效率為出發(fā)點，無線充電聯(lián)盟宣布將近距離電磁感應(yīng)技術(shù)作為低功耗便攜式電子設(shè)備充電的國際標準u聯(lián)盟現(xiàn)有41家成員企業(yè)，包括Atmel、Callpod、case-mate、仁寶、Continental Automotive、ConvenientPower、中光電、Duracell、依利安達磁電產(chǎn)品有限公司、勁量（Energizer）、怡科、Fulton Innovation

8、、Hanrim Postech、赫比、Hosiden、iGo、Jeckson、Leggett & Platt、LG電子、力銘科技、樂星電纜、美國國家半導體、諾基亞、奧林巴斯、飛利浦、Powerkiss、致伸電子、Rohm半導體集團、RRC power solutions GmbH、三星電子、三洋、桑菲、SixEye Interactive Ltd.、新力愛立信移動通信公司、ST-Ericsson、德州儀器、東光公司、Verizon Wireless、Wisepower及Xentris Wireless無線充電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀無線充電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀u2010年9月1日，全球首個推動無線充電技術(shù)

9、的標準化組織無線充電聯(lián)盟在北京宣布將Qi無線充電國際標準率先引入中國。信息產(chǎn)業(yè)部通信電磁兼容質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心也加入該組織u無線充電技術(shù)采用統(tǒng)一的工業(yè)標準，未來幾年，手提電話、PMP/MP3播放器、數(shù)字照相機、手提電腦等產(chǎn)品都可以使用全新的低能耗、高兼容的相同的無線充電器。u這個充電器類似一個托盤直接插到電源上，獲得聯(lián)盟認證的帶有“Qi”標識的不同品牌的手機直接放在上面就可完成充電電動汽車無線充電技術(shù)工作原理u電子產(chǎn)品充電電子產(chǎn)品充電北汽新能源松下產(chǎn)品松下產(chǎn)品無線電源聯(lián)盟無線電源聯(lián)盟電動汽車無線充電技術(shù)工作原理u電子產(chǎn)品充電電子產(chǎn)品充電北汽新能源電動汽車無線充電技術(shù)工作原理北汽新能源電磁感應(yīng)電磁

10、感應(yīng)式式無線電波式無線電波式磁磁場共振式場共振式三種無線充電充電方式電動汽車無線充電技術(shù)工作原理u電磁感應(yīng)式充電電磁感應(yīng)式充電北汽新能源電磁感應(yīng)初級線圈一定頻率的交流電，通過電磁感應(yīng)在次級線圈鐘產(chǎn)生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端電動汽車無線充電技術(shù)工作原理電磁感應(yīng)式充電系統(tǒng)框圖及應(yīng)用電磁感應(yīng)式充電系統(tǒng)框圖及應(yīng)用北汽新能源電動汽車無線充電技術(shù)工作原理u電磁感應(yīng)式充電電磁感應(yīng)式充電北汽新能源電動汽車無線充電技術(shù)工作原理u磁場共振磁場共振北汽新能源原理由能量發(fā)送裝置，和能量接收裝置組成，當兩個裝置調(diào)整到相同頻率，或者說在一個特定的頻率上共振，它們就可以交換彼此的能量。電動汽車無線充電技術(shù)

11、工作原理u磁場共振磁場共振北汽新能源電動汽車無線充電技術(shù)工作原理u磁場共振式充電應(yīng)用磁場共振式充電應(yīng)用北汽新能源電動汽車無線充電技術(shù)工作原理u磁場共振式充電應(yīng)用磁場共振式充電應(yīng)用 索尼公司發(fā)布的一款樣機：無電源線的電視機利用磁場共振實現(xiàn)無線供電的電視機北汽新能源電動汽車無線充電技術(shù)工作原理u磁場共振式充電應(yīng)用磁場共振式充電應(yīng)用北汽新能源電動汽車無線充電技術(shù)工作原理無線電波無線電波式充電式充電北汽新能源基本原理類似于早期使用的礦石收音機，主要有微波發(fā)射裝置和微波接收裝置組成，如圖，接收電路，可以捕捉到從墻壁彈回的無線電波能量，在隨負載作出調(diào)整的同時保持穩(wěn)定的直流電壓。 Powercast公司研制

12、出可以將無線電波轉(zhuǎn)化成直流電的接收裝置，可在約1米范圍內(nèi)為不同電子裝置的電池充電。電動汽車無線充電技術(shù)工作原理u日本的龍谷大學發(fā)布了一項技術(shù)成果：移動式無線充電系統(tǒng)，當時就是使用的頻率2.45GHz的微波。但是實驗并不是用實車進行的，而是用的一個警車模型，通過微波送電，點亮了行駛中的模型警車的警燈。北汽新能源電動汽車無線充電技術(shù)工作原理北汽新能源三種充電方式對比（僅供參考）電動汽車無線充電技術(shù)工作原理北汽新能源電動汽車無線充電技術(shù)工作原理北汽新能源電動汽車無線充電技術(shù)工作原理電動汽車無線充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理圖電動汽車無線充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理圖北汽新能源電動汽車無線充電技術(shù)工作原理電動汽車無線充電系

13、統(tǒng)實際結(jié)構(gòu)及原理圖電動汽車無線充電系統(tǒng)實際結(jié)構(gòu)及原理圖北汽新能源 系統(tǒng)由位于汽車外部主級電路和位于汽車的內(nèi)部的次級電路、整流器以及驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)成。通常在充電的時候，帶有扁平鐵芯的主級線圈，即耦合器，是通過手動的方式被插在次級鐵芯中一個縫隙處，這樣，能量就能夠從安置在底層的主級電路被轉(zhuǎn)換到電池中。電動汽車無線充電技術(shù)應(yīng)用實例u感應(yīng)充電觀光車感應(yīng)充電觀光車北汽新能源韓國首爾一座游樂園內(nèi)試運行一種新型電車。這種電車在鋪有電感應(yīng)條的路面上行駛時可“無線”充電，不像傳統(tǒng)電車需通過路軌或頭頂電線獲得電力。電動汽車無線充電技術(shù)應(yīng)用實例u印度無線充電車印度無線充電車(REVANXG)(REVANXG)北汽新能源

14、REVANXG則是一款雙門運動車型，擁有玻璃車頂，最高時速達130公里，一次充電可持續(xù)行駛200公里，這款車預(yù)計2011年上市。電動汽車無線充電技術(shù)應(yīng)用實例u日產(chǎn)魔方電動車日產(chǎn)魔方電動車北汽新能源采用了可在供電線圈和受電線圈之間提供電力的電磁感應(yīng)方式.即將一個受電線圈裝置安裝在汽車的底盤上，將另一個供電線圈裝置安裝在地面，當電動汽車駛到供電線圈裝置上，受電線圈即可接受到供電線圈的電流，從而對電池進行充電。目前，這套裝置的額定輸出功率為10kW，一般的電動汽車可在7-8小時內(nèi)完成充電。電動汽車無線充電技術(shù)應(yīng)用實例北汽新能源u英國HaloIPT公司近日在倫敦利用其最新研發(fā)的感應(yīng)式電能傳輸技術(shù)成功實

15、現(xiàn)為電動汽車無線充電。在展示過程中，該公司將電能接收墊安裝于雪鐵龍電動汽車車身下側(cè)，這樣電池就可以通過無線充電系統(tǒng)進行無線充電。電動汽車無線充電技術(shù)應(yīng)用實例u2010年7月末在美國加利福尼亞州圣何塞舉行的Plug-In2010年會上，Evatran公司推出新款無線充電站產(chǎn)品北汽新能源。電動汽車無線充電技術(shù)應(yīng)用實例u日本無線充電式混合動力巴士日本無線充電式混合動力巴士北汽新能源電磁感應(yīng)式，供電線圈是埋入充電臺的混凝土中的。車開上充電臺后，當車載線圈對準供電線圈后（重合），車內(nèi)的儀表板上有一個指示燈會亮，司機按一下充電按鈕，就開始充電。電動汽車無線充電技術(shù)應(yīng)用實例北汽新能源電動汽車無線充電技術(shù)應(yīng)用

16、實例u日本無線充電式混合動力巴士結(jié)構(gòu)日本無線充電式混合動力巴士結(jié)構(gòu)北汽新能源電動汽車無線充電技術(shù)應(yīng)用實例u相對于電磁感應(yīng)式供電，這種利用磁場共振方式的供電技術(shù)更被看好于電動汽車的應(yīng)用在未來，路面中鋪有供電系統(tǒng)（地面上的桔色部分），可以在電動汽車行駛中供電。北汽新能源未來電動汽車無線充電技術(shù)展望u電磁感應(yīng)式非接觸充電系統(tǒng)存在以下三方面的問題： 1.送電距離比較短，如果兩個線圈的橫向偏差較大傳輸效率就會明顯下降。目前來看只能實現(xiàn)傳輸距離為10cm左右，而底盤的距離明顯與這個距離有著非常大的距離，因此這是一個很大的問題。需要考慮很多的散熱問題，比如線圈之間的發(fā)熱。2.還有一個問題就是耦合的輻射問題，

17、電磁波的耦合會不會存在大的磁場泄漏。電磁感應(yīng)在線圈之間傳輸電力，如同我們的磁鐵一樣，在外圈有一定的泄漏，人如何避免受影響是個很大問題。3.線圈之間也是有可能有雜物進入的，還有某些動物（貓狗）進入里面，一旦產(chǎn)生電渦流，就如同電磁爐一樣，安全性問題非常明顯。北汽新能源未來電動汽車無線充電技術(shù)展望u磁場共振式供電，目前技術(shù)上的難點是，小型、高效率化比較難。現(xiàn)在的技術(shù)能力大約是直徑半米的線圈，能在1m左右的距離提供60w的電力。u一般來說，利用電磁感應(yīng)原理的無線供電技術(shù)最具現(xiàn)實性，并且現(xiàn)在在電動汽車上有實際應(yīng)用；u磁場共振方式，則是現(xiàn)在最被看好、被認為是將來最有希望廣泛應(yīng)用于電動汽車的一種方式；u電磁

18、波送電方式，現(xiàn)在則提出了利用這種技術(shù)的“太空太陽能發(fā)電技術(shù)”。這種技術(shù)能應(yīng)用的話，可以從根本上解決電力問題。北汽新能源未來電動汽車無線充電技術(shù)展望u遠程無線充電遠程無線充電北汽新能源1997年由美國的羅納德佩里斯等研究人員在底特律汽車工程師協(xié)會展覽會上提出。具體方案為：佩里斯設(shè)想利用一臺無線發(fā)射器將電能轉(zhuǎn)換成一種符合現(xiàn)行美國技術(shù)標準的特殊的微波束給移動中的電動汽車充電，汽車只要進入發(fā)射器工作范圍，用安裝在車頂?shù)膶Ｓ媒邮仗炀€接收微波束即可。這樣，給車輛充電就像使用車載電話一樣方便。應(yīng)用：市內(nèi)的公共電車上，發(fā)射器就安裝在公共汽車站附近，這樣行車途中就不必擔心沒電了。未來電動汽車無線充電技術(shù)展望u太空發(fā)電站太空發(fā)電站北汽新能源1968年，美國人格拉澤最早提出在離地面36000公里的地球靜止軌道上，建造太陽能發(fā)電站的構(gòu)想。構(gòu)想具體為：利用鋪設(shè)在巨大平板上的億萬片太陽電池，在太陽光照射下產(chǎn)生電流，將電流集中起來，轉(zhuǎn)換成無線電微波，發(fā)送給地面接收站。地面接收后，將微波恢復(fù)為直流電或