无线充电方式

无线充电方式包括电磁感应式（见图17-2）、磁场共振式、无线电波式三种。三种充电方式对比如表17-1所示。电动汽车非接触充电方式的研究目前主要集中在感应式充电方式，不需要接触即可实现充电，目前，日产和三菱都有相关产品推出，其原理是采用了可在供电线圈和受电线圈之间提供电力的电磁感应方式，即将一个受电线圈装置安装在汽车的底盘上，将另一个供电线圈装置安装在地面，当电动汽车驶到供电线圈装置上，受电线圈即可接收到供电线圈的电流，从而对电池进行充电。目前，这种方式的成本较高，还处于实验室研发阶段，其功能还有待时间验证。此外，非接触式充电方式的原理还包括磁共振和微波等，技术都被日本厂商垄断。

图17-2　电磁感应式充电示意图

表17-1　三种无线充电方式比较

电动汽车无线充电方式是近几年国外的研究成果，其原理就像在车里使用的移动电话，将电能转换成一种符合现行技术标准要求的特殊的激光或微波束，在汽车顶上安装一个专用天线接收即可。有了无线充电技术，公路上行驶的电动汽车或双能源汽车可通过安装在电线杆或其他高层建筑上的发射器快速补充电能。电费将从汽车上安装的预付卡中扣除。

沃尔沃（Volvo）C30电动车进行感应式充电。电动汽车充电不再需要电源插座或充电电缆，利用感应充电法，电能通过埋在路面内的充电板无线传送给汽车的蓄电池，实现从路面直接给汽车充电。这一技术将极大地降低充电时间，以沃尔沃C30电动车为例，在蓄电池完全放电的情况下，给24kW·h大小的蓄电池组完全充电，预计仅用80min。

无线充电方式也叫移动式充电。对电动汽车蓄电池而言，最理想的情况是汽车在路上巡航时充电，即所谓的移动式充电（MAC）。这样，电动汽车用户就没有必要去寻找充电站、停放车辆并花费时间去充电了。MAC系统埋设在一段路面之下，即充电区不需要额外的空间。

接触式和感应式的MAC系统都可实施，对于接触式的MAC系统，需要在车体的底部装一个接触拱，通过与嵌在路面上的充电元件相接触，接触拱便可获得瞬时高电流。当电动汽车巡航通过MAC池组的方式，其充电过程为脉冲充电。对于感应式的MAC系统，车载式接触拱由感应线圈所取代，嵌在路面上的充电元件由可产生强磁场的高电流绕组所取代。很明显，由于机械损耗和接触拱的安装位置等因素的影响，接触式的MAC对人们的吸引力不大。

电磁感应式非接触充电系统存在以下问题：

（1）送电距离比较短，如果两个线圈的横向偏差较大传输效率就会明显下降。目前来看只能实现传输距离为10cm左右，而底盘与地面的距离明显与这个距离有着非常大的差距，因此这是一个很大的问题。

（2）需要考虑很多的散热问题，比如线圈之间的发热。

（3）还有一个问题就是耦合的辐射问题，电磁波的耦合会不会存在大的磁场泄漏。电磁感应在线圈之间传输电力，如同我们的磁铁一样，在外圈有一定的泄漏，人如何避免受影响是个很大问题。线圈之间也是有可能有杂物进入的，还有某些动物（猫狗）进入里面，一旦产生电涡流，就如同电磁炉一样，安全性问题非常明显。

一般来说，利用电磁感应原理的无线供电技术最具现实性，并且现在在电动汽车上有实际应用。

磁场共振式供电，目前技术上的难点是小型化、高效率化比较难。现在的技术能力大约是直径0.5m的线圈，能在1m左右的距离提供60W的电力。磁场共振方式则是现在最被看好、被认为是将来最有希望广泛应用于电动汽车的一种方式。

电磁波送电方式，现在则提出了利用这种技术的“太空太阳能发电技术”。如果这种技术能应用，则可以从根本上解决电力问题。无线供电使得电动汽车可以提供这么一种可能：一辆电动汽车从出厂到报废为止，终生不用去理会电力补充问题。电动汽车在太阳能电池技术、无线供电技术以及自动驾驶技术的支持下，完全可以颠覆现在的交通概念。若干年以后，在高速公路上，车在自动行驶，而汽车、电脑、手机需要的所有电力都来自从路面下铺装的供电系统，或者来自汽车上的接收装置接收的电磁波。随着电动汽车的发展无线充电技术必定有着广阔的利用空间。

综上所述，电动汽车的充电还是采用普通充电为主、快速补充充电为辅的充电方式。对于电动公交车而言，充电站设在公交车总站内。在晚间下班后利用低谷充电，时间5～6h。全天运行的车辆，续驶里程不够时，可利用中间休息待班时间进行补充充电。充电器的数量和容量根据车队的规模而定，充电站由车队管理。1C～3C的快速充电模式，已经在探讨应用，但应确保在电池的安全和使用寿命的前提下进行。