磁耦合諧振與感應耦合式電車充電系統研究

于 越，李萌萌，安子琦

（西藏大學，拉薩 850000）

目前，大多數電車充電系統都是線纜裝載，充電時間長，占用空間大，并且大部分住宅小區的充電設備不統一。居民往往是私人進行充電，很容易發生火災事故。據統計，80%的電車充電引發的火災事故是由于居民私拉電線，超負荷運轉帶來的。這對于充電安全帶來了極大的挑戰，不利于電車的長遠使用和發展，也威脅到了人民群眾的生命財產安全，因此加強對于磁耦合諧振與感應耦合式電車充電系統的研究是當前非常具有意義的研究。

1 磁耦合諧振與感應耦合式電車充電系統研究的重要性

在當前的電纜負載中，基于磁性聯軸器的考慮，電車和插件系統，具有一定的通用性。智能無線充電裝置具有很高的安全性、舒適性、占地面積小、低碳性等特點，對于社會建設和旅游都具有重要意義。目前，有三種磁耦合諧振與感應耦合式充電技術，分別是電感耦合無線充電技術、磁共振耦合和輻射技術。電感耦合技術是基于電磁感應原理，與獨立的變壓器一起，在一個相對較小的無線能量場中，啟動線圈共振等條件實現無線傳輸。線圈和共振電容串聯諧振，對雙方具有相同波長區域的同頻共振，在能量傳遞的源技術的磁微波通過天線發射，將電能轉換微波，然后從天線接收，最后通過微波整流器轉換成電能。

同時利用磁耦合諧振與感應耦合式電車充電系統，由于其具有普遍的適用性，因此能夠最大程度上實現其應用，提高其適用性。利用其自動斷電的特性，避免由于充電過度引發火災，且其占地面積小，對于地形的要求也不高，并且不需要電源適配器，這就減少了因適配器問題發生的火災，提高了安全性，從而在最大程度上保障了人們的生命財產安全。

2 磁耦合諧振與感應耦合式電車充電系統存在的問題及解決方案

2.1 克服干擾的影響

無線電力傳輸系統包括多個具有電磁環境功能的電子設備，并且容易受到外部電磁源的干擾。在某種意義上，磁共振能量介質能量系統是磁場的作用，并且每個構件可以具有電磁場。這是一種無源干擾源，稱為類似的負載干擾。另一方面，外部磁場會受到影響。它是一種有源干擾源，是磁場對系統效率的干擾。

根據無線傳輸原理，本文提出以下兩種解決方案：

（1）空間磁分離的選擇。為避免輸電系統電源的干擾、能夠傳遞的能力以及干擾源的電磁兼容性的隔離，系統即對其進行技術培訓，防止外界干擾的影響。由于電磁屏蔽導致反射衰減而隔離耦合，屏蔽了電磁波的外部效應。例如，導電涂層用于在干燥后噴涂涂層，以形成涂層，屏蔽電源的電磁干擾。

（2）利用動力總成控制共振頻。磁耦合諧振用于無線電力傳輸機制，電力傳輸系統對噪聲、頻率非常敏感。在實際應用中，0.5～25 MHz的頻率范圍是空的，可能是在電力傳輸系統設計中。該系統中的諧振頻率同時滿足0.5～25mhz之間的電磁耦合，因此，實際應用與電子設備對無線傳輸系統的影響很大。

2.2 充電距離增加帶來的影響

這此項技術目前最遠的距離只有2.7米，相對較近且應用有限。由于距離結構的傳遞與輸電系統的傳遞緊密相連，因此特提出以下解決方案：增加透視距離的參數。研究表明，利用頻帶參數的研究，實現充電距離的研究。線圈的諧振頻率越高，距離越大，直徑越大，線圈直徑就越大，從而引發更多的作用，使距離效應增大。而且，通過組合的因素，使頻率和頻帶的選擇更加合理，選擇適當的成分分析，提高其適用性。減少因為充電距離的增加帶來的充電不便的影響，實現充電效率提高的目的。

2.3 電磁輻射帶來的影響

磁耦合諧振與感應耦合式電車充電系統利用磁共振無線充電的原理，其感應線圈對人體產生磁場輻射，磁場輻射對健康是否有風險，仍在研究之中。對電流輻射型無線充電通常采用交流與直流進行變換，且功率較小，受到業界的重視。理論上不危害人體健康，但輻射問題只出現在理論上，必須進一步進行實驗研究，才能夠確定電磁輻射帶來的影響，只有用時間來證明。

3 結束語

磁耦合諧振與感應耦合式電車充電系統是最有前景的無線充電技術之一，從長遠來看，為其開發和應用提供了廣闊的空間。但是每種無線充電方式，都存在一些亟待解決的重要問題，如大型、高效、距離遠的無線充電技術是研究人員的研究重點。隨著技術的進步，無線充電技術的快速發展和技術運用的成熟，在未來的使用過程中，將在無線充電技術發展中發揮重要作用，從而能夠保障電車的充電，促進社會的發展。