张赛瑶

（岳阳广播电视大学，湖南 岳阳 414000）

0 引 言

现阶段，低碳经济被广泛推广。低碳经济发展的关键就是对新能源的充分利用。电动汽车主要通过电能运行，实现零污染排放。虽然电动汽车满足低碳经济的要求，但是由于安全性低、充电限制较大等因素，导致电动汽车得不到有效的全面推广。无线充电技术的研发，恰恰弥补了电动汽车存在的缺陷，为其广泛应用提供了新的机遇。

1 电动汽车发展情况

进入21世纪以来，随着工业的发展和汽车的普及，大量有害气体的排放逐渐增加了大气污染的程度。因此，电动汽车的推行非常有必要。随着电动汽车的广泛应用，传统的充电方式已经不能满足人们快节奏的生活，并且对于安全性能的保障也有些欠缺。实际应用中，电动汽车的充电方法和安全性能与电动汽车的发展紧密相关[1]。

2 无线充电技术

2.1 电磁感应式

电磁感应式无线充电技术根据松耦合原理分别在发射端和接收端有一个线圈，并在初级线圈上通有一定频率的交流电，使次级线圈生成电流，此时发送端会将产生的能量传输到接收端，从而实现能源转移。但由于缺少磁芯，在能量传输过程中有很大部分的磁动势会散布到空气磁路中，导致工作效率不佳。电磁感应无线充电技术的工作原理具体如下：首先，从电网获得交流电，由发射端整流和反相，将其转换成高频交流电，通过补偿电路传输到发射线圈；其次，发送线圈周围的磁场发生改变，变为高频交流磁场，二次绕组因空气交变磁通的作用使磁场产生电动势；最后，通过相应滤波以及功率调节使电能实现充电。虽然电磁感应无线充电技术效率较低，但也可以保证千瓦级功率的传输，在低功耗电气设备的应用中仍具有广阔的应用前景。

2.2 磁耦合共振式

与磁感应无线充电技术相比，磁耦合谐振无线充电技术具有更大的发展空间，并可以向多个设备提供电能。此外，磁耦合共振式无线充电技术的充电座和待充电设备之间距离能够达到0.3 m，并能够通过放置中继器的方式进行延长。权威研究表明，磁耦合共振无线充电技术可以实现40 mm厚度的充电，但中国尚未实现这一突破。磁耦合共振充电技术的工作原理具体如下。第一步与磁感应技术相同，都是从电网中获得交流电并进行整流和逆变，从而形成高频电流。但磁耦合共振式充电技术在完成高频电流转换后，系统会在发送线圈与接收线圈电磁频率和固有频率相同的情况下，使电流经过功率放大以及匹配抗组电路后，将其传输到发送线圈，从而使接收线圈在此时的振荡电流达到最强，最后接收线圈通过滤波以及电路实现充电。与磁感应无线充电技术相比，磁耦合谐振充电技术具有传输距离远、能量损耗小及自由空间大的优点。

2.3 微波式

微波无线充电技术是指以微波的形式将电能传输到信号接收器，从而实现无线充电。微波式无线充电技术的原理：所获得的电能被转换成微波信号，通过发送装置发送，然后微波信号由接收装置转换，转换的电能存储在电池中。采用微波式无线充电技术进行电能传输，不仅能够控制传递方向，而且因微波穿透性强的特点，具有较远的输电距离。但该技术的缺陷也十分明显，设备体积较大，消耗的资金较多、电能传输的速度相对较慢。

3 电动汽车的无线充电技术

3.1 无线充电装置

无线充电技术实际上就是借助于电场或磁场的形式进行电能输送。不同类别的无线充电技术其原理、设备、传输效率以及传输距离都有所不同。传统的电动汽车充电通常都是借助线路、充电器等装置进行充电，局限性较大，很容易受到外界因素的影响。因此，对电动汽车无线充电技术的研究具有十分重要的意义。

电磁感应无线充电技术的主要设备是发射端和接收端的线圈、信号接收装置等。线圈的作用主要是生产磁场和电流，接收装置主要负责将信号转化为电能。微波无线充电技术设备主要是微波发射和接收设备。无线充电技术在电动汽车中的应用使得电动汽车的充电模式不再受定位等外部因素的限制，具有很强的便利性[2]。

3.2 无线充电原理

无线充电技术主要通过松耦合器件实现电能的无线传输。初级线圈和次级线圈分别位于不同的装置，以实现发射装置和接收装置之间的电能的无线传输。电流流经主副线圈后，会产生相应的磁场，通过磁场进行能量的转换，若主副线圈之间的距离过大，则会产生一定程度上的电能损耗。根据相关权威研究表明，若流经一侧电流相对值较大、主副线圈距离较小、两线圈磁导率大于空气时，电能的传输效率会在很大程度上得到提升。实际应用过程中，主副线圈之间难免存在一定的距离，在一定程度上降低了电能的传输效率[3]。

4 电动汽车无线充电技术的应用

相对传统电动汽车充电，无线充电技术能够更好地解决相关问题，改善限制环境[4]。

4.1 停车充电技术的运用

停车充电技术与传统的充电方式相似，汽车可以到指定的位置在静止的条件下进行充电，从而达到为其续航的目的。这种充电技术将在未来得到广泛应用。

4.2 站点无线充电技术的运用

近年来，无线充电技术逐渐趋于成熟，因此可在未来城市公交领域得到广泛应用。相关单元可以在公交集合点设置无线充电设施，使电动公交更方便快捷地充电。实现电动公交无线充电设施建设后，可以适当地减少电动公交的电池总容量，以降低政府的投入成本，弥补建设无线充电设施的费用。

4.3 动态无线充电技术的运用

停车充电技术与站点充电技术都属于静止状态充电，虽然提升了充电便利性，但还存在一定限制。动态无线充电方式是未来技术创新和发展的方向，可以对电动汽车电能补充起到重要作用[5]。

4.4 联合电网的无线充电技术的运用

电动汽车无线充电技术与供电网络的结合是未来无线充电技术的主要发展方向。联合电网的无线充电技术能够通过电网荷载情况对电网的电压进行及时调控，从而达到对无线充电的合理控制。

未来电动汽车无线充电技术的发展中，需要关注和优化两个主要问题。（1）现阶段的无线充电技术虽已趋于成熟，但还存在很多值得完善的地方，新型材料纳入无线充电设备是未来需要实现的目标。（2）当前无线充电技术在一定条件下产生的辐射会对人体健康产生影响。因此，优化无线充电技术的过程中，要尽量降低甚至避免对人体健康造成的危害，实现绿色健康的无线充电技术[6]。

5 结 论

本文主要对我国电动汽车的发展情况进行分析，具体探究了无线充电技术及其应用。