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或是下一个颠覆新技术 无线充电技术解析

发布时间:2017-03-25作者:沧海一土

  人类因为懒惰而进步?人们太懒,不想爬楼梯所以有了电梯,不想走路所以发明了汽车,不想走到另一个房间开灯,于是有个叫尼古拉·特斯拉利用电磁线圈无线输出了电流。如今无线输电技术应用在我们生活的方方面面。提到无线充电,不少人首先想到的是智能手机,实际上,这一领先的技术早已经开始向汽车行业覆盖。今天就为大家普及一下无线充电的原理以及分类,看看人类在无线充电的道路上走了多远。

  汽车的无线充电技术和手机、电脑等家电的技术原理一致。这个技术的原理比较简单,来来现在上物理课了,敲黑板。

  抛弃反人类的电源线 无线充电技术解析

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  如果两个线圈彼此贴近,同时保证电线缠绕方向一致,那么电磁感应的过程几乎不会丢失任何能量。这就是无线充电技术的电磁感应式充电。

  举几个栗子。

  这种电磁感应式充电被许多汽车厂商和企业使用,比如梅赛德斯·奔驰、日产、大众、中兴等。

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  这种电磁感应式充电有个毛病,就是两个线圈仅仅分开几毫米,或任意摆动其中一个线圈,电能传输效率随即大幅下降。所以我们想要实现无线充电,就要精准地停在充电板上,这就需要来来回回倒车,这是分分钟逼死女司机的节奏。

  于是,伟大的科学家们继续研究新技术,他们在上述的感应式中加入共振频率,那就可以提高充电效率,也可以增加两个线圈的距离。这就出现了无线充电技术的第二个分支,磁场共振式充电。

  再举几个栗子,高通、丰田采用的就是磁场共振式充电。

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  磁共振无线充电技术最大亮点是无需精准对接,充电板与接收板之间允许有一点的位置误差,这大大提高了便利性。

  当然汽车无线充电领域里还不只有这两种,世界总是无法阻挡人类的脑洞,电动汽车静止充电已经无法满足人们了,他们还想边开边充电。于是汽车的工程师们就想可不可以铺条路,这样就能实现边开边充电。

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  由沃尔沃集团、法国阿尔斯通公司(Alstom)和瑞典能源局(Swedish Energy Agency)所联合领导的项目就研究在快速道路上为电动汽车充电的系统。沃尔沃在瑞典Hallered的测试中心建设了一条长约0.25英里的测试道路,该测试道路内部铺设了电缆。

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  电气化道路上,当然不能少了日本企业的身影。

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  此次的行驶实验采用的EV是以丰田车体的“COMS”为原型的试制车。试制车拆下了COMS配备在地板下方重约120kg的铅蓄电池,在空出来的地方配置了将高频电流转换成直流的整流电路。传输的电力增至5kW。使用的高频电流的频率为13.56MHz。

  当然,也有些狂拽酷炫的人连路也不想建了,想利用无线电波技术给车充电,在肉眼看不到的情况下,完成微波发射装置和微波接收装置组成,接收电路,可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量,在随负载作出调整的同时保持稳定的直流电压。这种充电方式,应用在汽车上的还比较少,因为造价成本太高,不过大刘在《三体2:黑暗森林》中曾描绘过这样一幅场景:罗辑在危机纪元205年从冬眠中苏醒后,发现整个世界都发生了翻天覆地的变化,其中最让他震惊的是能够自动加热、调控温度的水杯。而护士随口一句“到处都是电啊”,说明未来将是一个无线充电技术已经完全取代传统充电方式的社会。

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  其实电动汽车无线充电在国际上已经成为一种趋势。特斯拉、奥迪、宝马、沃尔沃、奔驰、丰田、高通、西门子等巨头均已开始在这一领域展开研究。为此美国汽车工程师协会SAE,在详细咨询了汽车制造商、无线充电技术公司以及电力供应商之后,确立了未来汽车无线充电服务的行业标准,即输出功率≤20kW,运行频率85kHz。随后国际电工委员会(IEC)61980(-2&-3)又发了两个重要的补充规定,对电磁的兼容性、安全性作出了规定。标准先行,让无线充电有了发展的可能。

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  编辑观点:无线充电还很不现实,有许多做大山要翻越,也许它永远也无法普及,只能是少数人的玩具,不过世事总是变幻莫测的。五十年前,你不会知道,在一个叫互联网的地方直播个吃麻辣烫就能月入几万。你不能想象不带钱包出门,扫一扫就能买单。你不会想到不烧油的汽车满街跑。也许无线充电就是下一个颠覆新技术。

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