摘要：近年来，在环境污染和能量危机的形势下，随着汽车工业科技的进步和国家的大力扶持，新能源汽车成为汽车产业的发展趋势，当前新能源汽车主要以插电式混合动力和纯电动汽车为主，这2种汽车都需要充电，现在电动汽车的充电方式全部是接触式充电（无论是充电模式还是换电模式），充电设施主要包含分散式充电桩和集中式充换电站。“快充需排队，慢充停车贵”已成为新能源汽车消费者公认的事实。
关键词：电动汽车；充电技术；应用要点
在中国电动汽车充电站的发展是必然的，抢占先机也是企业的制胜之道。在目前的情况下，国家虽有大力倡导，各企业又蠢蠢欲动，但电动汽车走入寻常百姓家不是短期内容易做到的。国家政策可以给（购车补偿、上路等），而电动汽车充电站网则无法短期修建，主要原因是给电动汽车快速充电需要瞬时强大的功率电力，常规电网无法满足，必须要建专用充电网络。
1电动汽车充电技术应用要点
1.1电磁感应式
无线充电技术中的电磁感应式技术，基于松耦合变压器原理的前提条件下，发送及接收两端各有一个线圈，并通一定频率的交流电在初级线圈上，此时的次级线圈产生电流，而传输端将产生的能量输送到接收端，完成能源转移过程。不过因为没有磁芯，此过程中很大一部分磁动势无法传输到接收端，而是散布在空气磁路上，所以一般此过程中的耦合系统不高于0.5，磁芯磁阻低于空气磁阻，故此方式的工作效率比较低。
无线充电技术的电磁感应式工作原理：首先，从电网中获取的工频交流电能源被发射端通过整流及逆变两个环节，将能源转化为高频交流电流，然后发射端将能源通过补偿电路输送到发射线圈，此时发射线圈的磁场发生变化形成高频交流磁场，二次绕组因为感应到空气气隙的交变磁通，此时的磁场发生改变形成电动势，进而通过相应的滤波及功率调整，产生电能为电池充电。虽然这汇总电磁感应式的充电技术效率比较低，但是也能够传输千瓦级功率，所以应用前景还是比较广泛。
1.2 磁耦合共振式在电动汽车中应用
相比较电磁感应式充电技术，磁耦合共振式充电技术优势比较突出，但是取得缺点也比较突出。其主要就是频率失谐和分裂问题，为解决此问题，华南理工大学的研究人员认为失谐造成的原因就是外界电磁场、温度、系统传输距离等方面的影响变化，让等效电感应产生变化。因此，提出对输入端电压电流的多次检测数据记录、对比，了解误差电压，进而通过误差电压控制调节压控振荡器，让系统得以磁耦合共振状态。另外国外KIMNY等技术研究人员研究之后，提出了扰动分析法，首先分析初始工作频率，只有通过步长迭代，然后寻找一定的工作频率，这种工作频率寻找的前提条件是能够满足传输频率。除此之外，对频率分类分析，哈尔冰工业大学研究人员通过不同参数线圈的设计试验得出，只有让系统无法产生频率分裂的条件，就能够解决频率分裂问题。而国外的BEHTC研究人员则是提出采用自动匹配阻抗方法，将分裂后的工作频率调整到13.56MHz，以便在此频率下的系统能够提高传输效率。
1.3电动汽车对充电装置的要求
电动汽车产业能否得到快速发展，充电技术是关键因素之一。智能、快速的充电方式成为电动汽车充电技术发展的趋势。蓄电池充电装置是电动汽车不可缺少的系统之一，它的功能是将电网的电能转化为电动车车载蓄电池的电能。它具有以下要求：
（1）安全性。电动汽车充电时，要确保人员的人身安全和蓄电池组的安全。
（2）使用方便。充电装置应具有较高的智能性，不需要操作人员过多干预充电过程。
（3）成本经济。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆价格低廉的充电设备有助于降低整个电动汽车的成本，提高运行效益，促进电动汽车的商业化推广。
（4）效率高。高效率是对现代充电装置最重要的要求之一，效率的高低对整个电动汽车的能量效率具有重大影响。
（5）对供电电源污染要小。采用电力电子技术的充电设备是一种高度非线性的设备，会对供电网及其它用电设备产生有害的谐波污染。
1.4电动汽车充电装置的类型
电动汽车充电装置的分类有不同的方法。总体上可分为车载充电装置和非车载充电装置。车载充电装置是指安装在电动汽车上采用地面交流电网或车载电源对电池组进行充电的装置。包括车载充电机、车载充电发电机组和运行能量回收充电装置。它将一根带插头的交流动力电缆线直接插到电动汽车的插座中给电动汽车充电。车载充电装置通常使用结构简单、控制方便的接触式充电器，也可以是感应充电器。它完全按照车载蓄电池的种类进行设计，针对性较强。非车载充电装置，即地面充电装置，主要包括专用充电机、专用充电站、通用充电机、公共场所用充电站等。它可以满足各种电池的各种充电方式。通常非车载充电器的功率、体积和重量均比较大，以便能够适应各种充电方式。
2无线充电技术未来发展趋势
2.1无线充电技术的商业应用进展
关于无线充电技术的商业应用，国内外汽车制造厂商和研究机构进行了积极的探索，在静态和动态充电的选择上有不同程度的侧重。沃尔沃提出了一种利用道路进行无线充电的动态充电方式，汽车搭载的集电器与公路上的电缆连接后，汽车不必行驶在电缆的中央就可以利用直流电充电。由于车速需要大于60km/h，这一充电系统更符合在高速公路上推广。静态充电方面，2014年，英国在米尔顿凯恩斯试运营无线充电的电动公交大巴，整个线路长为24km，巴士大约会在路上消耗2/3的能量，回来的巴士只需在充电点停留10min即可将电量充满。该线路共8辆巴士，但只需起点站和终点站2个无线充电点为其提供充电服务，每年可以减少大约5t有毒尾气和270tCO2的排放。另外，成都街头的社区巴士已经开始试点进行无线充电，成为国内首批利用无线电充电的巴士。巴士停在充电站的感应装置上，连上充电系统，8min充电时间能在运营路线上行驶约6km。
2.2无线充电技术的商业运营模式
结合我国电力市场的条件与背景，从投资运营的主体着手，以汽车制造商和电网公司为电动汽车充电领域主要投资运营主体，提出以下3种可行的商业运营模式：电网公司投资＋电网公司运营。相对来说，这种模式协调难度较小，由于是单一主体投资运营，在管理上也会更加统一。在该模式下，汽车制造商只管汽车生产，充电平台以及充电配套服务由电力公司提供，相关的服务费用则由政府统一定价。电网公司投资＋第三方运营。由汽车制造商作为第三方运营汽车无线充电平台，一方面通过向电网公司出售无线充电设备获得收益，另一方面通过向电网公司支付费用租借无线充电设备，同时向用户提供充电服务，并收取相关服务费用。第三方投资＋第三方运营。在该模式下，国内典型的例子就是中兴通讯公司开创的“设备产品＋服务＋平台”商业模式，这是由汽车制造厂商投资无线充电设备并进行运营的。由汽车制造商为客户提供一体式解决方案，包括充电装置建设、电动汽车租用、充电服务提供等相关服务。
3结束语
电动汽车无线充电技术相比于传统接触式传导充电技术，在适应性、安全性、可靠性、灵活性等方面具有一定优势，方便应用于车库、停车场、充电站等场所。大幅提高土地使用效率，解决在都市核心地带大量建设充电设施的老大难问题，构建电动汽车充电公共服务设施建设和运营的新模式，加速我国新能源汽车发展战略，无线充电技术的普及对新能源汽车行业有跨时代意义。
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论文作者:金新凯1,牟云祥2,张强3,吴玲玲4
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/20
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