乘用車也可采用非接觸充電（中）

非接觸充電方式有三種

電磁感應(yīng)是最接近實(shí)用化的方式，不過(guò)存在的問題是送電距離比較短，如果送電部與受電部的橫向偏差較大、傳輸效率就會(huì)下降。另外，用于快速充電時(shí)，還存在基礎(chǔ)設(shè)施方的送電設(shè)備耗費(fèi)成本的問題。

而針對(duì)這兩個(gè)問題，開發(fā)出了能夠延長(zhǎng)送電距離的磁共振方式和有望降低成本的微波方式。

日產(chǎn)正考慮采用電磁感應(yīng)方式。該公司在2009年7月舉行的先進(jìn)技術(shù)說(shuō)明會(huì)上公開了電磁感應(yīng)方式的非接觸充電系統(tǒng)（圖2）。系統(tǒng)是該公司與昭和飛行機(jī)工業(yè)合作開發(fā)的。充電能力因送電線圈和受電線圈的尺寸而異，不過(guò)用于乘用車的充電能力為1k～30kW左右。

圖2：配備非接觸充電系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)車輛日產(chǎn)汽車2009年7月公開的非接觸充電系統(tǒng)。（a）原型車是2000年上市的電動(dòng)汽車“Hypermini”。計(jì)劃在2013年推出的新一代EV中采用非接觸充電系統(tǒng)。非接觸充電系統(tǒng)是與昭和飛行機(jī)工業(yè)合作開發(fā)的。（b）送電部和受電部。

如果家用普通充電的充電能力為1.5kW（交流100V×15A）左右，街上快速充電器（直流300～400V×150A）的充電為50kW左右，納悶昭和飛行機(jī)所開發(fā)系統(tǒng)的充電能力則相當(dāng)于快速充電器的一半左右。普通充電時(shí)，能以與電線式相同的時(shí)間進(jìn)行充電，快速充電時(shí)，則能在電線式約1.5倍時(shí)間內(nèi)充電。

電磁感應(yīng)在送電線圈和受電線圈之間傳輸電力。當(dāng)送電線圈中有交流電流流過(guò)時(shí)，送電·受電線圈之間產(chǎn)生磁束，隨著磁束變化，受電線圈會(huì)有交流電流流過(guò)（圖3）。日產(chǎn)與昭和飛行機(jī)合作開發(fā)的系統(tǒng)，其傳輸距離為10cm左右，傳輸效率達(dá)到90%，不過(guò)希望今后即使汽車在橫向偏差20～30cm時(shí)停下也能確保同等的傳輸效率。具體將通過(guò)減少送電·受電線圈的損耗等，比原來(lái)進(jìn)一步提高傳輸效率。

圖3：電磁感應(yīng)的原理當(dāng)送電線圈有交流電流流過(guò)時(shí)，產(chǎn)生磁束，穿過(guò)受電線圈。當(dāng)磁束變化時(shí)，受電線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，有電流流過(guò)。

此外，兩家公司還將研究檢測(cè)充電時(shí)送電·受電部之間是否有動(dòng)物侵入以及是否有金屬碎片進(jìn)入等的機(jī)制。因?yàn)槿绻潆姇r(shí)有異物，此處就會(huì)產(chǎn)生渦電流，有可能導(dǎo)致發(fā)熱。

磁共振能夠傳輸數(shù)米之遠(yuǎn)

其他兩種方式的輸出功率還很小，還處于研究階段，不過(guò)作為下一代技術(shù)備受關(guān)注。

采用磁共振方式的非接觸傳輸系統(tǒng)自2007年美國(guó)MIT（麻省理工學(xué)院）公布以來(lái)，一直備受全球技術(shù)人員的關(guān)注。日本國(guó)內(nèi)，2009年8月長(zhǎng)野日本無(wú)線宣布開發(fā)出基于磁共振的送電系統(tǒng)（圖4）。當(dāng)送電·受電部之間的傳輸距離為40cm時(shí)，傳輸效率達(dá)到95%（圖5）。

圖4：基于磁共振的電力傳輸系統(tǒng)長(zhǎng)野日本無(wú)線開發(fā)的試制系統(tǒng)。其特點(diǎn)是與電磁感應(yīng)方式相比，適于長(zhǎng)距離傳輸?；驹硎请姶鸥袘?yīng)，利用控制電路設(shè)定共振頻率，能夠減少送電部與受電部之間的電阻，能夠?qū)㈦妭鬏數(shù)竭h(yuǎn)處。

圖5：磁共振方式的系統(tǒng)（長(zhǎng)野日本無(wú)線）利用高頻電源將家用電源AC100V（50～60Hz）轉(zhuǎn)換成13.56MHz，傳輸?shù)剿碗姴俊＠檬茈姴康恼麟娐忿D(zhuǎn)換成直流，用于點(diǎn)燈或者發(fā)動(dòng)模型直升飛機(jī)。

磁共振的基本原理與電磁感應(yīng)相同。當(dāng)送電部有電流流過(guò)時(shí)，產(chǎn)生磁束，受電部就會(huì)有電流流過(guò)。不過(guò)，不同點(diǎn)在于并非由簡(jiǎn)單線圈構(gòu)成送電部和受電部而是采用兼?zhèn)渚€圈（L）和電容器（C）的LC共振電路。另一個(gè)不同點(diǎn)是具有使兩個(gè)電路具有相同共振頻率的控制電路。共振頻率值隨著送電部與受電部之間的距離而變化。通過(guò)利用控制電路設(shè)定適當(dāng)?shù)墓舱耦l率來(lái)使兩個(gè)電路發(fā)生共振。

該公司估算，磁共振方式在60cm的傳輸距離內(nèi)能夠確保90%的效率（圖6）。而電磁感應(yīng)方式在數(shù)厘米左右的距離內(nèi)傳輸效率低于90%，因此磁共振方式的效率更高。

設(shè)定共振頻率的控制電路連接到送電部。如果不根據(jù)傳輸距離改變共振頻率，傳輸效率也會(huì)跟電磁感應(yīng)一樣迅速降低（圖7）。傳輸效率還隨著送電部和受電部的直徑而改變，面積越大，傳輸效率越高（圖8）。

圖6：送電方式和傳輸效率電磁感應(yīng)在數(shù)厘米內(nèi)傳輸效率降低。而磁共振傳輸效率的減少平緩。送電·受電部的直徑為40cm時(shí)。（圖表出處：長(zhǎng)野日本無(wú)線）。

圖7：磁共振方式的共振頻率控制根據(jù)送電部與受電部的距離適當(dāng)控制共振頻率，傳輸距離會(huì)猛增。（圖表出處：長(zhǎng)野日本無(wú)線）

圖8：送電·受電部的直徑與傳輸距離的關(guān)系送電部和受電部都是直徑越大，傳輸效率越高。（圖表出處：長(zhǎng)野日本無(wú)線）

雖然目前輸出功率只有30W，但2009年內(nèi)打算提高到1kW左右。不過(guò)，實(shí)際使用時(shí)，需要跟其他方式一樣，要符合電波法、驗(yàn)證對(duì)人體的安全性及減小部件等。

并且，方針是“從工廠叉車等使用范圍受限的領(lǐng)域?qū)?，最終應(yīng)用于EV”（長(zhǎng)野日本無(wú)線研究開發(fā)部長(zhǎng)谷屋明彥）。