电动汽车高效率无线充电技术的分析

中汽信息科技（天津）有限公司 崔 鸣 国网天津营销服务中心 魏 飞 孙源祥

在时代发展的背景下，电动汽车的高效率使用为环保事业的发展带来巨大贡献。电动汽车作为新能源产业，在使用的过程中，能够利用电力资源代替原有的天然气和石油资源，不仅对资源进行节约，还能在形式过程中减少有害气体的排放，是在节能、减排、环保理念下推出的全新出行工具。电动企业无限充电技术在实际应用的过程中，能够改善电动汽车传统充电带来的局限性，是未来科技发展的重要途径。

电动汽车在新时代节能环保理念下，各项技术不断完善和优化，已经演变成全球普遍应用的新能源技术类型，电动汽车的使用能在一定程度上缓解能源紧张的实际情况，改善全球环境污染的实际问题，因此对国家发展有着十分重要的促进作用。电动汽车在我国的发展过程中，不断改善着人们的出行方式，现阶段多个城市与地区都逐渐将广泛使用电动汽车。

电动汽车主要以电力资源作为驱动资源，替代传统天然气以及石油资源，在行驶的过程中能减少有害气体的排放，真真做到环境保护以及可持续发展的战略目标。但是在电动汽车实际使用的过程中，充电问题一直是限制电动汽车推广的重点因素，在电动汽车发展和应用的阶段中，相关技术人员需要针对充电问题不断完善和优化，对充电技术进行创新，更好地推动电动汽车的进步与发展。

在时代发展的背景下，电动汽车的高效率使用为环保事业的发展带来巨大贡献。电动汽车作为新能源产业，在使用的过程中，能够利用电力资源代替原有的天然气和石油资源，不仅对资源进行节约，还能在形式过程中减少有害气体的排放，是在节能、减排、环保理念下推出的全新出行工具。电动企业无限充电技术在实际应用的过程中，能够改善电动汽车传统充电带来的局限性，是未来科技发展的重要途径。同时，在目前电动汽车充电的阶段中，无线充电技术已经有效地对电池漏电问题进行改善，以最为先进的手段，保证电动汽车的续航能力。本文主要针对现阶段电动汽车高效无线充电技术进行研究和分析，有效地对技术进行详细阐述，以此来为今后电动汽车无线充电技术的创新与完善提供参考。

1 无线充电技术的概述以及基本技术原理

1.1 无线充电技术的相关概念

无线充电技术主要是在无线电能传输技术的基础上，不断研究和创新所得到的全新技术类型，无线充电技术在发展的过程中，主要分为小功率充电和大功率供电两种类型。其中，小功率无线充电技术主要是利用电磁感应技术进行充电，如手机在充电时所使用的无线充电技术就属于小功率充电技术。在电动汽车无线充电的过程中也会使用感应式的充电技术，这也属于小功率充电范畴，在电动汽车初步研究的过程中，相关研究技术人员就是将小功率充电技术作为主要的电动汽车充电技术，但是在实际应用中小功率充电速度较慢，对电动汽车的续航能力较差，所以在目前电动汽车使用中多数都是以大功率充电技术作为主要充电类型。

大功率无线充电技术多数都是使用谐振的方式，利用配套充电装置将电力资源传输到用电或蓄电设备中，设备在接收到电力资源后对电池或充电板进行充电，以此来为电动汽车提供动力支持。充电设备以及用电设备之间产生的磁场可以将能源进行传输，两者之间无需电线进行连接，因此充电装置可以做成无导电节点装置，这也是无线充电技术的转变。大功率无线充电技术能够为电动汽车提供较为良好的续航能力，确保电动汽车的行驶公里数，并且大功率无线充电技术的充电时常较快，减少充电等候时间，是目前电动汽车推广中会广泛使用的技术类型[1]。

1.2 无线充电技术的基本原理

1.2.1 电磁感应类型的无线充电技术原理

电磁感应作为无线充电技术中的一种，是在电磁感应原理基础上利用相关的变压装置实现近距离的充电，技术能在一定程度上保证测电力资源传输的实际效果和质量，这也是技术广泛应用在电子产品以及大功率电量传输系统中的重点因素。但是，电磁感应无线充电技术应用中依旧存在些许问题，这些问题都会影响充电的效果，严重的情况下还会造成安全隐患的出现。

首先，电磁感应类型的无线充电技术实际电力资源传输距离较短，如果在充电过程中电动汽车行驶距离较远，功率就会产生明显的变化，导致电力资源传输不够稳定；其次，技术的变压器边缘偏差角度较大，在安装过程中多数工作人员没有加强对细节方面的控制，这样在实际的使用中就会出现设备错位现象，导致电力资源的传输功率明显降低；最后，如果感应设备中存在异物，将会导致设备出现发热的现象，产生漏电等问题，严重的情况下还有可能造成安全事故的发生。

1.2.2 电磁共振无线充电的技术原理

电磁共振作为现阶段无线充电技术种类之一，最开始是由美国麻省理工大学的研究小组提出的充电技术，并且这一技术的提出打破传统无线充电的限制，成为当时最新型的充电类型，在不断应用中大限，技术针对传统充电技术的局限性进行创新，在保证电力资源供应稳定性和安全性的基础上，实现更加高效、快速的充电效果。在最初的研究中，小组相关成员以电路特性变压器将2米远的灯泡成功点亮，这也是电磁工程无线充电技术在最初研究中实现的具体目标。

电磁共振无线充电技术在成功应用中也会存在一定的技术问题，这些技术问题也会对实际的技术应用造成影响：首先，电磁共振无线充电技术的变压器编组缠绕中，经常会出现较差缠绕的现象，在这样的现象下电力资源也会持续地输出，长此以往就会出现各种安全隐患问题；其次，技术主要是以磁场共鸣的方式进行电力传输，因此在技术实际使用的过程中，需要对频率进行科学合理的设定，在定向电压器供电的时候将参数范围进行设定，能够全面提升电磁共振无线充电技术的安全性和稳定性。

电磁共振技术的应用实现磁场的高效率的耦合，在中远距离中将电力资源的各种能量进行传输，这也是技术在研究中的重点内容。但是目前的研究试验中缺少对技术的全面应用，在各项工程中也缺少引导的作用，导致研究成果不够全面，电磁共振无线充电技术的最大功率在100瓦左右，还没有在电动汽车充电技术中进行使用。

1.2.3 无线电波充电技术的基本原理

无线电波充电技术，主要是指供电频率在300MHz 到300GHz 之间的电磁波，作为无线充电的载体，这种充电技术能够在自由空间中将电力资源转变成电磁波能量，从而进行快速地传输。有效地利用电磁波充电技术，能够实现长距离的电力资源传输，其实际工作原理，就是将电力资源中含有的各种能量转变成微波、然后以天线的形式进行发射，最后在经过一定的设备原理重新转变成电能进行使用。

由于电磁波具有一定的辐射效果，在电力资源传输的过程中能量会随着距离的长短产生变化，因此技术不能使用在功率传输的设备中。如果传输的电力资源频率较高，在电力资源传输的过程中，实际的功率会给系统造成一定的损耗。在现阶段电动汽车的实际发展来看，将无线电波充电技术进行应用，并不能够保证电动汽车充电的实际效果，还会对实际的充电效果产生影响[1]。

综上，在电动汽车无线充电技术应用的过程中，经常会因为各种原因导致实际的充电效果受到影响，并且目前所有的无线充电技术都不能实现长距离的电力资源传输，因此目前电磁感应无线充电技术和电磁共振无限充电技术的使用效果较为良好，更加适合在电动汽车的无限充电中，为电动汽车的广泛应用奠定良好的基础。

2 电动汽车高效率无限充电技术研究的重点内容

2.1 电磁耦合机构设计的重点技术

直到现阶段的研究工作为止，我国已经对无线充电技术进行连续研究，在研究的过程中出现分离式的连续充电结构，并且以单线圈作为基础结构，将矩形长线圈和双磁无线供电导轨技术进行有效地结合，这也是目前无线充电传输技术的最新研究成果，技术能在一定程度上确保各项数据的真实性和有效性，这也是目前电磁耦合结构设计的重点内容。在全新技术和技术理念的前提下，我国对导轨技术进行创新，并且对接收机进行创新，保证在电力资源传输的过程中能够减少线圈交叉耦合问题的出现，提升电力资源传输的实际效率，更好的保证电力资源的包容性[2]。

根据时代发展的实际需求来看，为了能够更好地将电动汽车进行推广，保证电动汽车的续航能力，在原有长线圈导轨技术之外，国家还对双磁供电导轨模式进行研究和完善，以此来提升电动汽车充电的实际技术，确保无限技术研究的实际成果，从本质上改善传统无限充电技术使用的效果和质量。但是在技术应用的过程中，经常会有各种外界因素导致实际充电效果受到影响，并且电磁供应的电力资源功率不够稳定、磁场的分布不够均匀，存在一定的耦合零点系数，并且制造的成本相对较高，相关政府部门和企业很难全面支撑导轨的建设。因此，即便双磁导轨无线充电自身具有较多的优势，也会因为成本的限制导致充电技术无法得到全面应用。

2.2 能量传输鲁棒控制的重点技术

在技术不断研究和创新的过程中，能量传输鲁棒控制技术也是重点技术之一，同样在电力资源无线传输的过程中，需要加强研究工作的重点目标，因此需要不断加强对能量传输的重视结果，尽可能地保证参考数据资料的真实性以及有效性，确保无线充电技术能够高效、快速的发展，多元化的技术促进电动汽车在多个行业发展中的应用。在研究的过程中，主要是利用空间平均计算方法，在城市中建立小型的信号模型，这样也能够保证控制器对电力资源传输功率的控制，保证最大功率稳定的控制效果[3]。

为了能够更加良好的保证大功率资源传输的效果，就需要在电力资源无线传输的阶段中，加强控制的实际效果，而鲁棒控制技术作为新时代技术研究的主要形式，在实际应用的过程中，通过观察和计算，对控制参数进行研究，并且技术自身具有较为明显的特点，通过对功率的计算选择最合适的控制参数范围，计算方式较为简单，最终的技术结果也具有较高的准确性与可靠性。

2.3 电磁兼容的重点技术

现阶段，无线电力资源传输技术主要是利用较高频率的电磁场实现，但是因为电磁场实际的环境较为复杂，在对高功率的电力资源进行传输的过程中，会出现各种不同类型的问题，因此在对技术进行研究的过程中，需要保证电磁兼容设计的真实性与科学性。在研究工作中，相关的工作人员和机构需要不断对电磁兼容设计思路进行创新和优化，提升电力资源无限传输的实际效果；其次，还需要保证无线充电过程中电力资源传输的安全性和稳定性，减少电力资源传输中人员的过密接触，降低安全隐患发生的概率[4]。

3 结语

随着时代的不断进步与发展，在国家社会发展的同时对自然生态环境造成的危害也十分重大，为了能够营造更加良好的生活环境和生活质量，在科学技术不断研究和创新的背景下，新能源技术取代传统能源进行使用不仅对环境进行改善，还在一定程度上促进各项技术和资源的使用，降低对环境造成污染的同时，为人们创造更加适合生存的空间。

电动汽车作为新能源使用的代表，取代传统汽车对天然气及石油资源的损耗，在车辆行驶的阶段中，不仅降低有害气体的排放，还能将各种信息技术和高科技技术进行应用。但是在电动汽车使用时，充电问题一直是制约电动汽车发展的重要因素，因此在不断研究和完善中，电动汽车无线充电技术被广泛地进行应用，在实践中不断对技术进行总结，为今后无线充电技术的发展奠定扎实的基础。