无线供电方式之电磁感应方式研究

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无线供电，现在主要有三种方式：电磁感应方式，磁场共振方式，电磁波传送方式。这三种技术实际上现在，都有应用于电动汽车充电的研究。而现阶段搞得最现实的、在电动汽车上有实际应用的，是电磁感应式。下面就从这个开始说，一一的介绍一下。

电磁感应式

    电磁感应原理在现在的中学物理就学过，简单地说就是：变化的磁场能产生电场，处于其中的闭合回路能产生感应电流。举个例子，很多人都有用过公交卡，把它在公交车的读卡机上“啪”一下，就可以完成余额显示、扣钱等行为。这是因为里面有一个芯片，记录了余额的数据。但是有没有想过，芯片工作的电源是哪来的？公交卡中并没有电池，而是有一个线圈。把公交卡在读卡机上晃动时，读卡机会产生一个磁场，公交卡的线圈进入这个磁场就会产生感应电流。

    而电磁感应原理在电动汽车充电上的应用就是，先做出一个“供电台”，供电台中埋有一个线圈，向其供电可以产生一个变化的磁场，这个线圈称为一次线圈；而在电动汽车的底盘下装置一个二次线圈，当这个二次线圈进入磁场后，就产生感应电流，从而向电动汽车搭载的电池充电。具体原理见下图（日本人不管是讲科学道理还是政治道理，都喜欢用漫画和小动物）。橙色部分就是线圈，下面的是供电的一次线圈，上面的是车载的二次线圈。

对电动汽车利用电磁感应原理进行无线充电，是有过实车实验的。日本国土交通省（交通部）在2008年2月在羽田机场，2009年10月在奈良市，就针对充电式混合动力巴士组织过两次实际应用实验。见下图，供电线圈是埋入充电台的混凝土中的。车开上充电台后，当车载线圈对准供电线圈后（重合），车内的仪表板上有一个指示灯会亮，司机按一下充电按钮，就开始充电。

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这种充电方式的功率能达到150kw(2009年时的成绩)。我在上周看的一篇文章，对日本早稻田大学环境能源研究科一位教授的采访。现在关于电动汽车电力问题的研究方向有三种，一种是致力于提高电池性能，一次充电能跑更多的路；二种是致力于提高电动汽车对电力的利用率，在行驶过程中减少电力浪费；三种是致力于改良充电方法，使充电时间减短。而这位教授从事的是第三项研究。阿达电子动态导读：无线供电方式之电磁感应方式研究，无线供电,电磁感应无线供电方式,无线供电研究

    这位教授的观点是：在现阶段，电池性能的提高不仅困难，而且最关键的是成本问题，电池价格限制了电动汽车的普及。所以他现在专注于应用于短途或者固定路线的电动汽车，比如电动公交车。通过缩短电动汽车的充电时间，提供一种短时间、高频率的充电方法，使电动汽车尽可能的少搭载电池，降低成本，从而能在近期内初步普及。所以从这个观点来看，针对性最强的就是电动公交车。这位教授的研究方向就是利用电磁感应原理的无线充电方式，现在的成绩是充电7分钟可供一辆巴士行驶30分钟（=充电半小时可供行驶2小时以上），这个数据就非常适合电动公交车使用。虽然这种方式和现在用电源线的快速充电器时间相当，但是省去了插拔电源线的程序以后，除了方便、快捷，还有一个很大的优点是安全：在雨天时没有触电、漏电的危险。

    但是，利用电磁感应原理的无线供电技术方式有天生的缺点：两个线圈必须对得比较齐，线圈间的距离必须比较近：否则会导致输电效率大幅下降。所以现在更被看好的，是近几年才出现的另一种方式：磁场共振式无线供电。

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