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解法二:无线充电
无线充电技术源于无线电能传输,由于充电器与用电装置之间以磁场传送能量,两者之间无须导线连接。无线充电的方式可以分为四种:电场耦合式;电磁感应式;磁场共振式;无线电波式。
电动汽车采用的无线充电技术为电磁感应式或磁场共振式,将充电电缆和反射线圈埋设在停车位组成供电机构,当车辆驶入停车位,安装在车辆底部的接收线圈与发射线圈重合,车辆与充电服务器建立通信开始充电,发射线圈产生交变磁场,接收线圈产生电流通过逆变器将电能传递到电池。
电动汽车无线充电的优势在于:
1)充电设备占地小、充电便利性高。
2)充电设施可无人值守、后期维护成本低等优势。
3)在相同的占地面积下,相比于传统的充电桩充电,使用无线充电可以充电的电动车数量有所提升,增大了空间利用率。
相同功率的设备相比较,无线充电设备建设成本大概是有线电桩的2~3倍,但拥有成本只有传统有线充电与换电的十分之一。按目前的充电站建设成本来看,在免费获得充电站建设用地的前提下,需要投资约2000万元建设一个充电站,大约配8个左右充电位,按照每个充电位1:5的使用比例计算,一个充电站每天能充40辆汽车。而用无线充电技术,用2000万的投资,在不征地的前提下可以建80个无线充电位,每天可以充400台车。无需人工值守,支持全自助充电服务,运营成本几乎为零,彻底改变现有的充电结构。
虽然无线充电用户体验更佳,但也存在不少问题:
1)充电效率不高,峰值效率为90%左右,而传统充电的效率在95%左右。
2)因实现远距离大功率无线磁电转换,所以设备的耗能较高。无线传输的距离越远,无用功的耗损也就会越大。
3)无线充电设备本身实现的是二次能源转换,也就是将网电降压(或直接)变为直流电后,再进行一次较高频率的开关控制交流变换输出。由于大功率的交直交电流转换是进行电能的二次性无线传输原因,所以电磁的空间磁损率太大。
从无线充电技术在消费电子领域日渐崛起的态势来看,这项新技术在汽车产业也会高速发展,而电动汽车的走俏也为无线充电技术开辟了新的市场商机。汽车工程师协会SAE在咨询了汽车制造商、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。
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