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汽车无线充电规格趋于统一 高通和东芝开发出供电线圈

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时间:1900/1/1 0:00:00

“无线充电是提高纯电动汽车价值的关键技术之一,ITS讨论的重点正在从标准转向如何将其引入市场。”2014年5月24日,日本经济产业省制造业局汽车课程ITS促进办公室主任吉田贤一郎,2014年举行的EVTeC& APE日本”这样说道。

事实上,将无线充电系统推向市场所需的标准制定工作即将结束。负责日本纯电动汽车无线充电系统标准化的行业组织BWF WPT标准开发分公司副主任Sasaki Kunihiko表示,“2015~2016年,各汽车制造商将开始引入无线充电功能。因此,我们正在加紧工作,力争在2014年制定标准。”

幸运的是,业界已经就过去备受争议的无线电力传输频率达成一致,并决定采用85kHz。推动制定“SAE J2954”标准的美国汽车工程师学会(SAE)于2013年11月宣布采用85kHz,日本公司也“将85kHz列为第一候选”(Sasaki)。

高通公司将两个圆形线圈结合在一起开发。

随着纯电动汽车无线充电系统标准的确定,企业开始积极公布在实用性前提下开发的技术。

高通公司开发了一种通用电源线圈。领导无线充电业务的AnthonyThomson(高通欧洲业务发展和营销副总裁)指出:“无线充电最重要的是确保通用性,这也是我们的发展重点。”

据估计,各汽车制造商将为纯电动汽车配备各种接收线圈。因此,有必要具有能够吸收差异并且通用的电源线圈。汤姆森指出:“如果你在家充电,使用汽车制造商设计的电源线圈是没有问题的。但是,位于便利店和公共设施等停车场的电源线圈必须是通用的。”

高通公司开发了一种技术,通过组合两个圆形线圈来确保通用性(图1)。其特征在于两个线圈部分重叠。汤姆森说:“之所以采用这种形状,是因为它可以应对许多情况,如不同形状的受电线圈和不同的供电和受电线圈位置关系。”

图1:使用一个电源线圈以确保通用性。高通公司开发了一种电源线圈(a),其中两个线圈部分重叠。耦合强度可以通过交错两个线圈的电流相位来控制。(图为本网站基于高通公司的数据。)

具体地,通过控制两个线圈的电流的相位差来改变耦合强度。例如,如果电源线圈和电力接收线圈之间的距离很远,则可以通过提高耦合强度来锐化峰值。通过这种方式,虽然电力传输范围减小,但是电力传输距离可以延长。相反,如果线圈之间的距离较短,则可以容忍较大的横向位错。

汤姆森表示,“高通公司将向SAE等机构推荐新开发的电源线圈,敦促他们将其写入标准。”高通公司的输电技术采用磁共振模式,最大输出功率为20kW。

东芝开发的电磁线圈

东芝公司正在大力开发85kHz无线充电受电线圈。通过改进线圈形状,即使在供电线圈距离受电线圈17cm的情况下,该公司也可以以约89%的效率进行无线充电。当水平错位达到25cm时,可以实现85.2%的电力传输效率。与高通公司一样,东芝公司的输电技术也是磁共振技术。然而,东芝和高通的做法是否具有普遍性仍不确定。

东芝公司开发的集电板由螺线管线圈、两个铁氧体磁芯和谐振电容器组成(图2)。集电板的尺寸为40cm×60cm,铁氧体磁芯由厚度为5毫米的产品制成。同时,开发了一种电路,将线圈接收到的无线电波转换为电能。体积为5.3L,重量为6.5kg。

……

图2:使用电磁线圈来延长电力传输距离。通过调整螺线管线圈的形状,东芝开发了当电源线圈和受电线圈之间的距离为17cm时可以以约89%的传输效率进行无线充电的技术(A、B)。(图为本网站基于东芝的数据。)

集电板的输出功率为7kW,是有线充电系统的两倍多,因此充电时间可以减半。该项目的开发负责人Hideyoshi Talin(东芝研发中心无线系统研究室)指出:“如果我们想普及无线充电,我们必须使其比有线充电具有明显的优势。如果使用无线充电,普通充电也应该达到7kW的输出功率。”“无线充电是提高纯电动汽车价值的关键技术之一,ITS讨论的重点正在从标准转向如何将其引入市场。“2014年5月24日,日本经济产业省制造业局汽车课程ITS促进办公室主任吉田贤一郎在日本举行了EVTeC& APE 2014”。

事实上,将无线充电系统推向市场所需的标准制定工作即将结束。负责日本纯电动汽车无线充电系统标准化的行业组织BWF WPT标准开发分公司副主任Sasaki Kunihiko表示,“2015~2016年,各汽车制造商将开始引入无线充电功能。因此,我们正在加紧工作,力争在2014年制定标准。”

幸运的是,业界已经就过去备受争议的无线电力传输频率达成一致,并决定采用85kHz。推动制定“SAE J2954”标准的美国汽车工程师学会(SAE)于2013年11月宣布采用85kHz,日本公司也“将85kHz列为第一候选”(Sasaki)。

高通公司将两个圆形线圈结合在一起开发。

随着纯电动汽车无线充电系统标准的确定,企业开始积极公布在实用性前提下开发的技术。

高通公司开发了一种通用电源线圈。领导无线充电业务的AnthonyThomson(高通欧洲业务发展和营销副总裁)指出:“无线充电最重要的是确保通用性,这也是我们的发展重点。”

据估计,各汽车制造商将为纯电动汽车配备各种接收线圈。因此,有必要具有能够吸收差异并且通用的电源线圈。汤姆森指出:“如果你在家充电,使用汽车制造商设计的电源线圈是没有问题的。但是,位于便利店和公共设施等停车场的电源线圈必须是通用的。”

高通公司开发了一种技术,通过组合两个圆形线圈来确保通用性(图1)。其特征在于两个线圈部分重叠。汤姆森说:“之所以采用这种形状,是因为它可以应对许多情况,如不同形状的受电线圈和不同的供电和受电线圈位置关系。”

图1:使用一个电源线圈以确保通用性。高通公司开发了一种电源线圈(a),其中两个线圈部分重叠。耦合强度可以通过交错两个线圈的电流相位来控制。(图为本网站基于高通公司的数据。)

具体地,通过控制两个线圈的电流的相位差来改变耦合强度。例如,如果电源线圈和电力接收线圈之间的距离很远,则可以通过提高耦合强度来锐化峰值。通过这种方式,虽然电力传输范围减小,但是电力传输距离可以延长。相反,如果线圈之间的距离较短,则可以容忍较大的横向位错。

汤姆森表示,“高通公司将向SAE等机构推荐新开发的电源线圈,敦促他们将其写入标准。”高通公司的输电技术采用磁共振模式,最大输出功率为20kW。

东芝开发……

纱罗线圈

东芝公司正在大力开发85kHz无线充电受电线圈。通过改进线圈形状,即使在供电线圈距离受电线圈17cm的情况下,该公司也可以以约89%的效率进行无线充电。当水平错位达到25cm时,可以实现85.2%的电力传输效率。与高通公司一样,东芝公司的输电技术也是磁共振技术。然而,东芝和高通的做法是否具有普遍性仍不确定。

东芝公司开发的集电板由螺线管线圈、两个铁氧体磁芯和谐振电容器组成(图2)。集电板的尺寸为40cm×60cm,铁氧体磁芯由厚度为5毫米的产品制成。同时,开发了一种电路,将线圈接收到的无线电波转换为电能。体积为5.3L,重量为6.5kg。

图2:使用电磁线圈来延长电力传输距离。通过调整螺线管线圈的形状,东芝开发了当电源线圈和受电线圈之间的距离为17cm时可以以约89%的传输效率进行无线充电的技术(A、B)。(图为本网站基于东芝的数据。)

集电板的输出功率为7kW,是有线充电系统的两倍多,因此充电时间可以减半。该项目的开发负责人Hideyoshi Talin(东芝研发中心无线系统研究室)指出:“如果我们想普及无线充电,我们必须使其比有线充电具有明显的优势。如果使用无线充电,普通充电也应该达到7kW的输出功率。”

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