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详解电动汽车无线充电9大技术要求

2017-10-30 10:51:29 电子发烧友　 点击量： 评论 (0)
现在各大厂商都在进行无线充电技术研究，因为它摆脱了以往线缆的局限，可以即停即充，简单方便，也不会受到恶劣气候条件的影响。这种技术在无人驾驶上是不可缺少的功能。随着电动汽车大规模普及和无人驾驶技术的
现在各大厂商都在进行无线充电技术研究，因为它摆脱了以往线缆的局限，可以即停即充，简单方便，也不会受到恶劣气候条件的影响。这种技术在无人驾驶上是不可缺少的功能。随着电动汽车大规模普及和无人驾驶技术的高速发展，感觉最近汽车无线充电发展明显加速。不同领域的无线充电技术的需求和功能都会有所不同，本文就电动汽车描述无线充电它的系统需求。
 
一、系统组成
 
电动汽车的无线充电系统，基本上由电源盒、地面发射板、车载接收板、车载控制器共4个部分组成。目前的无线充电主要是单向Grid to Vehicle(G2V)供电，以后必然发展为双向供电，即G2V + V2G。为方便起见，本文仍称之为“地面发射板”和“车载接收板”。
 
 
无线充电的系统部件，不同厂商定义了不同的名称，Qualcomm称之为Power Supply Unit(PSU)、Base Pad (BP)、Vehicle Pad (VP)、Vehicle Control Unit (VCU)。Evatran称之为Control Panel， Parking Pad， Vehicle Adapter(包括线圈和控制器)。根据需要，地上部分和车载部分的线圈和控制器既可以做成分体式，也可以做成一体式。当前大部分系统是直流输出到电池，也有少部分是交流输出到OBC。系统框图如下：
 
 
GA–Ground Assembly， 即地面发射板;VA–Vehicle Assemble， 即车载接收板
 
无线充电属弱耦合系统，耦合系数 k≈0.1-0.4。标称工作频率85kHz，频率范围81.38-90kHz。
 
二、线圈结构
 
在无线充电系统中，常见线圈结构有CR、DD、及多线圈形(比如Bipolar)。CR结构是单一环形结构，可以绕制成圆形、椭圆形、或方形等;DD结构实际上是一条Liz线从一个线圈绕到另一个线圈;而Bipolar是由两个独立线圈部分重叠而成。
 
相比传统的CR结构而言，DD结构更小、更轻、效率更高、位置敏感度低、互操作性更好。
 
 
如下图，Bipolar可以灵活配置成大CR、小CR或DD形。大家不禁要问，既然Bipolar如此完美，为什么应用不多呢?问题在于，线圈越多控制越复杂，成本及价格也越高，因此在产业化初期不会大规模应用。
 
 
三、电路拓扑
 
选用什么样的电路的拓扑，与线圈结构、功率等级、隔空间隙等设计需求有关。不同厂家都有自己独特设计，有的涉及专利技术及知识产权。以下是两个典型示例：
 


 
 
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