可否用无线充电技术解决电动车在城市的运行问题

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/28 15:05:05


在城市内布设较多的无线充电设备,电动车一边运行一边充电
准确的说这是个无线供电方案,如果汽车使用,就不再需要几百公斤的电池了,成本,污染也少很多

难点主要是
1,充电速度
2,充电距离
3,多设备对多辆车充电的技术方案
4,车辆运动中充电的稳定性
5,多个充电设备接力式充电的顺畅程度

附录:

无线充电技术是完全不借助电线,利用电磁感应的原理。无线充电技术,源于无线电力输送技术,利用磁共振在充电器与设备之间的空气中传输电能,线圈和电容器则在充电器与设备之间形成共振,实现电能高效传输的技术。

中文名: 无线充电技术
外文名: Wireless charging technology
利用原理: 磁共振传输电荷
国际组织: 无线充电联盟

无线充电示意图

无线充电是指具有电池的装置透过无线感应的方式取得电力而进行充电,正是因为其方便性,才得以让消费者愿意支付额外的费用购买无线充电相关产品;如此一来,大批厂商愿意投入资金进行相关产品开发,看好其商机。由于这产技术相当新颖且各厂商有自己对技术的表述,所以无线充电、感应式电力、非接触充电、无接点充电都是泛指相同的技术,距离1mm到数公尺都是一样是无线,供电端与受电端交互作用就称感应,所以无线充电是广义的名词而没有一定的规格。

无线能源似乎是一个听起来很棒的新奇概念,但是我们可以把它理解为一个小型的线圈式变压器,就是两个靠近的线圈,其中一个通入交流电时另一个也会产生感应电流,然后把感应电流进行整流稳压后给手机等设备充电。无线充电的方便性使其充满了前景。

整个系统基本上包含了两件东西,一个是插在插座上的发信器,另一个是整合在电子产品上,跟硬币大小差不多的接收器(技术核心),只要在一定的范围内,电能可以瞬间自发信器传到对应的接受器。

该项技术之所以会得到这么多家厂商的青睐,原因是在他独特的电磁波接收装置,能够根据不同的负载、电场强度来作调整,同时还能维持稳定的直流电压,这也表示在空中散射的电磁波功率,能够被减到最低。(据说这种设备已经获得了FCC认证)

最神奇的是,这种接收器的制造成本只需要5美金。由于价格昂贵、产品笨重以及不完善的解决方案,无线充电产品一直都没有能够真正的进入消费市场。另外对于经常在外奔波的移动设备使用者,将来也可以在无线上网的同时,通过无线网络对自己的移动设备进行充电。

2010年9月1日,全球首个推动无线充电技术的标准化组织——无线充电联盟在北京宣布将Qi无线充电国际标准率先引入中国。信息产业部通信电磁兼容质量监督检验中心也加入该组织。

无线充电联盟成员已经达到138家,包括劲量、三星、LG电子、诺基亚等。安利净水器2000年就开始采用富尔顿的无线充电技术。

无线充电技术采用统一的工业标准,未来几年,移动电话、PMP/MP3播放器、数码设备、移动设备等产品都可以使用全新的低能耗、高兼容的相同的无线充电器。这个充电器类似一个托盘直接插到电源上,获得联盟认证的带有“Qi”标识各企业的不同品牌的手机直接放在上面就可完成充电。


原理

无线充电器系统主要采用电磁感应原理,通过线圈进行能量耦合实现能量的传递。如图1所示,系统工作时输入端将交流市电经全桥整流电路变换成直流电,或用24V直流电端直接为系统供电。经过无线充电器电源管理模块后输出的直流电通过2M有源晶振逆变转换成高频交流电供给初级绕组。通过2个电感线圈耦合能量,次级线圈输出的电流经接受转换电路变化成直流电为电池充电。另一种常用的无线充电模式是电容耦合模式,不需要使用电感线圈,而用电容的电场耦合进行充电。

远距

方便自不必说,除此之外,无线充电还更安全,没有了外露的连接器,漏电、跑电等安全隐患都彻底避免了。有人担心辐射的问题,这一技术最先在净水器中运用,至今已经有8年时间了,安全性已经得到了36个国家的验证,肯定不会对人体和环境带来危害。据介绍,无线充电大致上是通过磁场输送能量,而人类以及人类身边的绝大多数物件都是非磁性的。无线充电还有一个好处是省电,无线充电设备的效能接收在70%左右,和有线充电设备相等,但是它具备电满自动关闭功能,避免了不必要的能耗。而且这个效能接收率在不断提高。

无线充电设备比普通充电器“聪明”很多,对于不同的电子产品,电源接口能自动对应,需要充电时,发射器和接收芯片会同时自动开始工作,充满电时,两方就会自动关闭。它还能自动识别不同的设备和能量需求,进行‘个性化工作’,这就是智能。

为了消费者的安全以及他们的便利性考虑,相关科研人员先提供了近磁场无线充电技术(即需放在发射器旁边),同时,他们也在研究远距离无线充电,这将是一个新兴市场。

实际上2013年的技术就可以达到3英尺~4英尺的范围内进行有效的电量传输,但这还需要经过相关组织的验证。

相信未来5到10年,甚至更快,远距离无线充电就会进入每一个人的生活中。

未来,不仅是小功率电器,常见的家用电器设备、医疗设备、电动工具、办公室电器、厨房电器等都可以实现无线充电了。其实准确的说,应该叫“无线供电”,也就是一边传输一边使用电能,不需要任何类似于电池的电量存储设备,更不需要提前充电了。

到那时,电线、插线板、电池都可以消失了,你甚至感受不到电的存在,它就像空气一样,让你觉得手到擒来。

在城市内布设较多的无线充电设备,电动车一边运行一边充电
准确的说这是个无线供电方案,如果汽车使用,就不再需要几百公斤的电池了,成本,污染也少很多

难点主要是
1,充电速度
2,充电距离
3,多设备对多辆车充电的技术方案
4,车辆运动中充电的稳定性
5,多个充电设备接力式充电的顺畅程度

附录:

无线充电技术是完全不借助电线,利用电磁感应的原理。无线充电技术,源于无线电力输送技术,利用磁共振在充电器与设备之间的空气中传输电能,线圈和电容器则在充电器与设备之间形成共振,实现电能高效传输的技术。

中文名: 无线充电技术
外文名: Wireless charging technology
利用原理: 磁共振传输电荷
国际组织: 无线充电联盟

无线充电示意图

无线充电是指具有电池的装置透过无线感应的方式取得电力而进行充电,正是因为其方便性,才得以让消费者愿意支付额外的费用购买无线充电相关产品;如此一来,大批厂商愿意投入资金进行相关产品开发,看好其商机。由于这产技术相当新颖且各厂商有自己对技术的表述,所以无线充电、感应式电力、非接触充电、无接点充电都是泛指相同的技术,距离1mm到数公尺都是一样是无线,供电端与受电端交互作用就称感应,所以无线充电是广义的名词而没有一定的规格。

无线能源似乎是一个听起来很棒的新奇概念,但是我们可以把它理解为一个小型的线圈式变压器,就是两个靠近的线圈,其中一个通入交流电时另一个也会产生感应电流,然后把感应电流进行整流稳压后给手机等设备充电。无线充电的方便性使其充满了前景。

整个系统基本上包含了两件东西,一个是插在插座上的发信器,另一个是整合在电子产品上,跟硬币大小差不多的接收器(技术核心),只要在一定的范围内,电能可以瞬间自发信器传到对应的接受器。

该项技术之所以会得到这么多家厂商的青睐,原因是在他独特的电磁波接收装置,能够根据不同的负载、电场强度来作调整,同时还能维持稳定的直流电压,这也表示在空中散射的电磁波功率,能够被减到最低。(据说这种设备已经获得了FCC认证)

最神奇的是,这种接收器的制造成本只需要5美金。由于价格昂贵、产品笨重以及不完善的解决方案,无线充电产品一直都没有能够真正的进入消费市场。另外对于经常在外奔波的移动设备使用者,将来也可以在无线上网的同时,通过无线网络对自己的移动设备进行充电。

2010年9月1日,全球首个推动无线充电技术的标准化组织——无线充电联盟在北京宣布将Qi无线充电国际标准率先引入中国。信息产业部通信电磁兼容质量监督检验中心也加入该组织。

无线充电联盟成员已经达到138家,包括劲量、三星、LG电子、诺基亚等。安利净水器2000年就开始采用富尔顿的无线充电技术。

无线充电技术采用统一的工业标准,未来几年,移动电话、PMP/MP3播放器、数码设备、移动设备等产品都可以使用全新的低能耗、高兼容的相同的无线充电器。这个充电器类似一个托盘直接插到电源上,获得联盟认证的带有“Qi”标识各企业的不同品牌的手机直接放在上面就可完成充电。


原理

无线充电器系统主要采用电磁感应原理,通过线圈进行能量耦合实现能量的传递。如图1所示,系统工作时输入端将交流市电经全桥整流电路变换成直流电,或用24V直流电端直接为系统供电。经过无线充电器电源管理模块后输出的直流电通过2M有源晶振逆变转换成高频交流电供给初级绕组。通过2个电感线圈耦合能量,次级线圈输出的电流经接受转换电路变化成直流电为电池充电。另一种常用的无线充电模式是电容耦合模式,不需要使用电感线圈,而用电容的电场耦合进行充电。

远距

方便自不必说,除此之外,无线充电还更安全,没有了外露的连接器,漏电、跑电等安全隐患都彻底避免了。有人担心辐射的问题,这一技术最先在净水器中运用,至今已经有8年时间了,安全性已经得到了36个国家的验证,肯定不会对人体和环境带来危害。据介绍,无线充电大致上是通过磁场输送能量,而人类以及人类身边的绝大多数物件都是非磁性的。无线充电还有一个好处是省电,无线充电设备的效能接收在70%左右,和有线充电设备相等,但是它具备电满自动关闭功能,避免了不必要的能耗。而且这个效能接收率在不断提高。

无线充电设备比普通充电器“聪明”很多,对于不同的电子产品,电源接口能自动对应,需要充电时,发射器和接收芯片会同时自动开始工作,充满电时,两方就会自动关闭。它还能自动识别不同的设备和能量需求,进行‘个性化工作’,这就是智能。

为了消费者的安全以及他们的便利性考虑,相关科研人员先提供了近磁场无线充电技术(即需放在发射器旁边),同时,他们也在研究远距离无线充电,这将是一个新兴市场。

实际上2013年的技术就可以达到3英尺~4英尺的范围内进行有效的电量传输,但这还需要经过相关组织的验证。

相信未来5到10年,甚至更快,远距离无线充电就会进入每一个人的生活中。

未来,不仅是小功率电器,常见的家用电器设备、医疗设备、电动工具、办公室电器、厨房电器等都可以实现无线充电了。其实准确的说,应该叫“无线供电”,也就是一边传输一边使用电能,不需要任何类似于电池的电量存储设备,更不需要提前充电了。

到那时,电线、插线板、电池都可以消失了,你甚至感受不到电的存在,它就像空气一样,让你觉得手到擒来。
这个原理讲得太复杂了。最简单的描述:把一个变压器分成两半,一半在外,另一半在内。
电动车无线充电一直有人研究,具体难点不懂,个人觉得可能在功率和铺设成本上有问题吧。
就一条 超强交变电场  要人少活多少年啊

包不齐 歌四拉 袄特漫 都要进化出来啊
长远来看,在城市里,单独的交通工具必将被淘汰或禁止使用,智能化的公共轨道交通系统是必然的方向。
长远来看,在城市里,单独的交通工具必将被淘汰或禁止使用,智能化的公共轨道交通系统是必然的方向。
公共交通替代不了点对点服务

饱食而乱喷 发表于 2013-4-25 01:40
公共交通替代不了点对点服务


我认为理想的智能化的公共轨道交通系统就象《机器人瓦力》中那个太空站里的交通系统,点对点无压力。
说是轨道可能有些牵强,具体来说就象把所有在城市里跑的“汽车”统一管理统一调度,而这些“汽车”都是公共的,也不用人来驾驶。
饱食而乱喷 发表于 2013-4-25 01:40
公共交通替代不了点对点服务


我认为理想的智能化的公共轨道交通系统就象《机器人瓦力》中那个太空站里的交通系统,点对点无压力。
说是轨道可能有些牵强,具体来说就象把所有在城市里跑的“汽车”统一管理统一调度,而这些“汽车”都是公共的,也不用人来驾驶。
如果没有辐射问题的话,是个不错的方向。公路下面埋上充电线圈,一边开一边充。
如果没有辐射问题的话,是个不错的方向。公路下面埋上充电线圈,一边开一边充。
公路下埋线圈
——听着像有轨电车了
饱食而乱喷 发表于 2013-4-25 12:16
公路下埋线圈
——听着像有轨电车了
但你还是有电池或者发动机,所以没有线圈的公路一样可以开
而且不需要挂电线什么的,对于驾驶者来说无缝连结
免去充电的时间,上路同时就是充电,也不用那么大电池容量,只要能撑到下一条有线圈的路就行,可以绕开现在电动车的两大瓶颈。

问题还是辐射如何。


低频能量衰减的厉害,  高频辐射厉害  
还是像除号鸡那种拖线的比较好,另显示电量和告警什么的也可以参照Eva
超级电容, 公交车进站停车时无线充电,感觉这样更靠谱点。

这电费怎么付呢?
这电费怎么付呢?
这个不是大问题吧
汽车上装一个记录仪(有专属密码)供电方记录下该车“受”电量就行了
至于无线供电时能量的损失,电费高点就行了
打算开全城烧烤Party么?
想想整个城市都处在高辐射环境下,可怕。
辐射怎么解决?

雨泓 发表于 2013-6-7 18:22
辐射怎么解决?


沿着马路牙子铺设
在马路牙子里布置线圈
道路宽的在路面下也铺上
充电距离6米(俩车道宽)就可以了

附录

工作原理-磁场共振

简介

物理学家早就知道,在两个共振频率相同的物体之间能有效地传输能量,而不同频率物体之间的相互作用较弱。歌唱家演唱能将装有不同水量瓶子中的一个震碎,而不影响其他瓶子就是这个道理。这也好比我们荡秋千时,只需坐在上面让下垂的双腿同步摆动就能给秋千带来动力一样。

无线充电器原理图
无线充电技术正是利用了这个原理。同样,无线充电技术也应用了电磁波感应原理,及相关的交流感应技术,在发送和接收端用相应的线圈来发送和接收产生感应的交流信号来进行充电的的一项技术, 用户只需要将充电设备放在一个“平板”上即可进行充电,这样的充电方式过去曾经出现在手表和剃须刀上,但是当时无法针对大容量锂离子电池进行有效充电。无线充电器技术原理构图如图所示

最初由英国一家公司发明了一种新型无线充电器,它看上去就像一块塑料鼠标垫,这个“鼠标垫”里装有密集的小型线圈阵列,因此可产生磁场,将能量传输给装有专用接收线圈的电子设备,从而进行充电。接收线圈由磁性合金绕以电线制成,大小和形状都与口香糖相似,所以可以很方便地贴在电子设备上。将手机等放在垫上就能充电,并能同时给多个设备充电。

无线充电器原理图
充电技术此前已经出现,但这项新发明更为方便实用。手机等设备只要贴上接收线圈,放置在“鼠标垫”上的任一位置都可充电,不像以前的一些技术那样需要精确定位。几个设备同时放在垫子上,可以同时进行充电。充电器产生的磁场很弱,能够给设备充电但不会影响附近的信用卡、录像带等利用磁性记录数据的物品。

主要特点
1、从理论来说,无线充电技术对人体安全无害处,无线充电使用的共振原理是磁场共振,只在以同一频率共振的线圈之间传输,而其他装置无法接受波段,另外,无线充电技术使用的磁场本身就是对人体无害的。但无线充电技术毕竟是新型的充电技术,以迈源科的无线充电器来说,很多人都会担忧无线充电技术会像当初Wi-Fi和手机天线杆刚出现一样,其实技术本身是无害的。
  2、迈源的无线充电技术利用磁共振在充电器与设备之间的电场和磁场中传输电荷,线圈和电容器则在充电器与设备之间形成共振。
  3、迈源表示这一系统可以在未来得到广泛应用,例如针对电动汽车的充电区以及针对电脑芯片的电量传输。采用这项技术研制的充电系统所需要的充电时间只有当前的一百五十分之一
  4、转化率一直是很多人担心的问题,麻省理工学院通过研究表明,无线充电技术的损耗比起有线充电技术来说更高。迈源无线充电转化率比起有线要高几个百分点。高转化,也是无线充电器得以在全球进行应用的关键因素。但无线充电技术也受到距离的限制,未来发展,必然需要解决远距离传送对于波段和磁场范围的精准定位问题。
  5、核心芯片是无线充电技术在产品应用的难点之一。精准辐射范围控制,磁场频率大小,其它控制等都是由芯片实现。


市场应用发展瓶颈
1.核心无线充电技术不完善
  2.辐射区域难以实现远距离传输
  3.长距离定位对硬件的要求太高
  4.磁场共振高度匹配可控制小
  5.应用范围局限,没有得到延伸
  6.市场因素与消费者心理导致开发商不愿意大力进行技术研发

辐射

麻省理工学院的研究人员表示,身体对电场的反应很强,但身体对磁场的反应则几乎没有,因此这一系统不会影响人体健康。
雨泓 发表于 2013-6-7 18:22
辐射怎么解决?


沿着马路牙子铺设
在马路牙子里布置线圈
道路宽的在路面下也铺上
充电距离6米(俩车道宽)就可以了

附录

工作原理-磁场共振

简介

物理学家早就知道,在两个共振频率相同的物体之间能有效地传输能量,而不同频率物体之间的相互作用较弱。歌唱家演唱能将装有不同水量瓶子中的一个震碎,而不影响其他瓶子就是这个道理。这也好比我们荡秋千时,只需坐在上面让下垂的双腿同步摆动就能给秋千带来动力一样。

无线充电器原理图
无线充电技术正是利用了这个原理。同样,无线充电技术也应用了电磁波感应原理,及相关的交流感应技术,在发送和接收端用相应的线圈来发送和接收产生感应的交流信号来进行充电的的一项技术, 用户只需要将充电设备放在一个“平板”上即可进行充电,这样的充电方式过去曾经出现在手表和剃须刀上,但是当时无法针对大容量锂离子电池进行有效充电。无线充电器技术原理构图如图所示

最初由英国一家公司发明了一种新型无线充电器,它看上去就像一块塑料鼠标垫,这个“鼠标垫”里装有密集的小型线圈阵列,因此可产生磁场,将能量传输给装有专用接收线圈的电子设备,从而进行充电。接收线圈由磁性合金绕以电线制成,大小和形状都与口香糖相似,所以可以很方便地贴在电子设备上。将手机等放在垫上就能充电,并能同时给多个设备充电。

无线充电器原理图
充电技术此前已经出现,但这项新发明更为方便实用。手机等设备只要贴上接收线圈,放置在“鼠标垫”上的任一位置都可充电,不像以前的一些技术那样需要精确定位。几个设备同时放在垫子上,可以同时进行充电。充电器产生的磁场很弱,能够给设备充电但不会影响附近的信用卡、录像带等利用磁性记录数据的物品。

主要特点
1、从理论来说,无线充电技术对人体安全无害处,无线充电使用的共振原理是磁场共振,只在以同一频率共振的线圈之间传输,而其他装置无法接受波段,另外,无线充电技术使用的磁场本身就是对人体无害的。但无线充电技术毕竟是新型的充电技术,以迈源科的无线充电器来说,很多人都会担忧无线充电技术会像当初Wi-Fi和手机天线杆刚出现一样,其实技术本身是无害的。
  2、迈源的无线充电技术利用磁共振在充电器与设备之间的电场和磁场中传输电荷,线圈和电容器则在充电器与设备之间形成共振。
  3、迈源表示这一系统可以在未来得到广泛应用,例如针对电动汽车的充电区以及针对电脑芯片的电量传输。采用这项技术研制的充电系统所需要的充电时间只有当前的一百五十分之一
  4、转化率一直是很多人担心的问题,麻省理工学院通过研究表明,无线充电技术的损耗比起有线充电技术来说更高。迈源无线充电转化率比起有线要高几个百分点。高转化,也是无线充电器得以在全球进行应用的关键因素。但无线充电技术也受到距离的限制,未来发展,必然需要解决远距离传送对于波段和磁场范围的精准定位问题。
  5、核心芯片是无线充电技术在产品应用的难点之一。精准辐射范围控制,磁场频率大小,其它控制等都是由芯片实现。


市场应用发展瓶颈
1.核心无线充电技术不完善
  2.辐射区域难以实现远距离传输
  3.长距离定位对硬件的要求太高
  4.磁场共振高度匹配可控制小
  5.应用范围局限,没有得到延伸
  6.市场因素与消费者心理导致开发商不愿意大力进行技术研发

辐射

麻省理工学院的研究人员表示,身体对电场的反应很强,但身体对磁场的反应则几乎没有,因此这一系统不会影响人体健康。