電磁感應(yīng)和磁場(chǎng)共振無(wú)線充電方式原理
無(wú)線充電技術(shù)對(duì)于現(xiàn)代人來(lái)說(shuō)并不陌生，現(xiàn)在有許多手機(jī)已經(jīng)具備這種功能。目前市場(chǎng)上的iPhone8/iPhoneX就支持無(wú)線充電功能，但充電功率僅為7.5w，三星公司也推出了無(wú)線充電新款據(jù)說(shuō)可以達(dá)到15w的充電功率。但目前與有線充電差距還是很大的，我們只能稱(chēng)之為無(wú)線慢充，而且據(jù)使用者介紹，這種充電方式電池比較容易發(fā)熱。不僅在手機(jī)行業(yè)，電動(dòng)汽車(chē)也是熱門(mén)行業(yè)，汽車(chē)能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)線充電，甚至家里的許多家用電器都實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電，那能夠給人類(lèi)帶來(lái)很大的便捷，你完全不用擔(dān)心什么忘記充電了，什么沒(méi)電了。所以在無(wú)線充電領(lǐng)域，給我們帶來(lái)的便捷是巨大的，我們還需要繼續(xù)努力，普及的日子不遠(yuǎn)了。
無(wú)線充電方式很多，目前我們知道有四種方式：1、電場(chǎng)耦合式;2、電磁感應(yīng)式;3、磁場(chǎng)共振式;4、無(wú)線電波式。但由于電場(chǎng)耦合方式和無(wú)線電波這種方式的傳輸功率較小，目前常用的是電磁感應(yīng)和磁場(chǎng)共振。
一、電磁感應(yīng)充電技術(shù)
電流通過(guò)線圈，線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)對(duì)附近線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)從而產(chǎn)生電流，這種充電方式的轉(zhuǎn)化效率較高，但傳輸距離較短達(dá)到0mm～10cm左右，而且對(duì)擺放位置要求較高，只能對(duì)準(zhǔn)線圈一對(duì)一進(jìn)行。金屬感應(yīng)接觸還會(huì)產(chǎn)生熱量造成發(fā)熱現(xiàn)象?；诖艌?chǎng)感應(yīng)的無(wú)線充電技術(shù)，本質(zhì)上和空心變壓器差不多，原理簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟，成本低廉，是一種已經(jīng)廣泛普及的技術(shù)。不過(guò)磁場(chǎng)感應(yīng)技術(shù)的缺陷是傳輸距離短，充電設(shè)備擺放位置自由度低。
該技術(shù)目前不僅應(yīng)用于手機(jī)，在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域已經(jīng)有所應(yīng)用，如今的汽車(chē)市場(chǎng)中電動(dòng)汽車(chē)不再是一個(gè)小眾化市場(chǎng)，隨著國(guó)家政策支持和各大廠商的大力宣傳，電動(dòng)汽車(chē)的保有量在不斷上漲，這是一個(gè)喜人的想象。但問(wèn)題也隨之而來(lái)，公共電樁的匱乏、充電時(shí)間漫長(zhǎng)給電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主帶來(lái)不小的煩惱，在日常的使用中電動(dòng)汽車(chē)還不能完全滿足人們?nèi)粘５乃谐鲂行枨?。續(xù)航問(wèn)題制約了出行的距離，中途汽車(chē)沒(méi)電了真的只能干著急，即使在北京這樣的現(xiàn)代化大都市想要隨時(shí)找到能用的公用電樁也是一種奢望。近日，有媒體報(bào)道美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在無(wú)線充電領(lǐng)域取得重大突破，一個(gè)20千瓦的無(wú)線充電系統(tǒng)充電效率達(dá)到90%，充電速度是通常使用的插電式電動(dòng)汽車(chē)設(shè)備的3倍。這一技術(shù)如果得到廣泛應(yīng)用，將對(duì)大型大功率汽車(chē)的無(wú)線充電有推動(dòng)作用，從而使得電動(dòng)汽車(chē)能應(yīng)用在更多領(lǐng)域，快速便捷的充電模式將增加消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的接受程度。
二、磁場(chǎng)共振充電技術(shù)
磁場(chǎng)共振技術(shù)的崛起源于2008年MIT的一場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，研究員隔空點(diǎn)亮了一個(gè)60W的電燈泡，第一次讓世界認(rèn)識(shí)到無(wú)線充電還能這么玩。相比磁場(chǎng)感應(yīng)技術(shù)，磁場(chǎng)共振的優(yōu)勢(shì)在于能在更大的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)有效的能量傳遞，實(shí)現(xiàn)更高的空間自由度。因此其可靠性更高，而且支持多個(gè)設(shè)備同時(shí)充電。
發(fā)送端遇到共振頻率相同的接收端，由共振效應(yīng)進(jìn)行電能傳輸。這種充電方式傳輸距離較遠(yuǎn)，同時(shí)傳輸?shù)墓β瘦^大適合遠(yuǎn)距離大功率充電。但這種充電方式效率較低，傳輸過(guò)程中有較大的損耗，距離越遠(yuǎn)，傳輸功率越大，損耗也就越大。更重要的是必須對(duì)使用的頻段進(jìn)行保護(hù)免受外界因素干擾。
就目前的技術(shù)來(lái)講，兩種充電方式都存在一定的優(yōu)缺點(diǎn)，總體來(lái)說(shuō)它們只能在固定的位置和范圍內(nèi)進(jìn)行充電，對(duì)于移動(dòng)設(shè)備來(lái)講還是不夠便捷。所以科研人員又在極力開(kāi)發(fā)可以隨時(shí)隨地充電的方式。
美國(guó)的科學(xué)家們總會(huì)有一些奇思妙想，他們竟然打算將無(wú)線充電的技術(shù)應(yīng)用到高速公路上。在公路的柏油層下方，按一定的距離布置初級(jí)線圈，當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)從上面經(jīng)過(guò)時(shí)，就能進(jìn)行充電。將使移動(dòng)式無(wú)線充電成為現(xiàn)實(shí)，公路自身變?yōu)樘烊怀潆妶?chǎng)所。試想一下，當(dāng)你開(kāi)著一臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)行駛在可以充電公路上，看著電池電量在緩慢增長(zhǎng)，駛達(dá)目的地的時(shí)候，可能會(huì)比出發(fā)時(shí)的電量還要多。解決了致命的續(xù)航問(wèn)題，那將是電動(dòng)汽車(chē)最大的優(yōu)勢(shì)。
標(biāo)簽： 電磁感應(yīng) 無(wú)線充電
