《電子技術(shù)應(yīng)用》
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為EV無線充電(五):問題是左右偏移
摘要: 我們于2011年1月期間在東京站南口設(shè)置了用于都營公交車的無線供電系統(tǒng),。地面上設(shè)置的一次線圈平坦無凸凹,另外,為了防止公交車從上面通過時被壓壞,,利用樹脂混凝土進(jìn)行了加固(圖14),。
關(guān)鍵詞: 電池|模塊 魯棒性 無線充電 EV
Abstract:
Key words :

問題是左右偏移

  我們于2011年1月期間在東京站南口設(shè)置了用于都營公交車的無線供電系統(tǒng),。地面上設(shè)置的一次線圈平坦無凸凹,,另外,為了防止公交車從上面通過時被壓壞,,利用樹脂混凝土進(jìn)行了加固(圖14),。

 
圖14:埋入地面進(jìn)行實證試驗
在東京站南口設(shè)置了用于都營公交車的無線供電系統(tǒng)。為了在公交車從上面通過時不被壓壞,,線圈部分用樹脂混凝土進(jìn)行了加固,。

  不過存在的問題是,線圈與線圈相對位置的吻合性,。尤其是電磁感應(yīng)方式,,位置的魯棒性非常低。因此,,如果位置吻合精度不能達(dá)到一定程度,,效率就會下降。所以,,面向都營公交車在道路上畫了輔助線,。因為沒有輔助線的話,駕駛員很難對準(zhǔn)位置,。

  日本交通安全環(huán)境研究所對存在多大偏差進(jìn)行調(diào)查后發(fā)現(xiàn),,如果不采取任何措施存在120mm左右的偏移。電磁感應(yīng)方式若偏移120mm,,效率會大幅下降,,幾乎無法充電。

  作為實際對策,,除輔助線外還設(shè)置了確定輪胎位置的突起,。由此,前后方向可以完全吻合,。不過,,左右方向還是存在偏移。

  今后該如何解決左右方向的偏移呢,?我認(rèn)為還是利用磁共振方式比較好,。在目前正開發(fā)的磁共振方式中,我們已經(jīng)公開了能以60cm的縫隙供電1kW的系統(tǒng),,在實驗室內(nèi)實現(xiàn)了5kW左右的供電(圖15),。


圖15:正在開發(fā)中的磁共振方式無線供電系統(tǒng)
2009年演示了可向遠(yuǎn)處傳輸電力的系統(tǒng)(a)。放在旁邊也可供電(b),。

  60cm的縫隙基本與左右的位置偏移相同,。我們公開的系統(tǒng)采用50cm見方的線圈,即使將該線圈設(shè)置在旁邊,,也可以完全無恙地供電,。另外,即使橫向偏移60cm也可充電,。因此,,高度方向有約30cm的縫隙、左右方向偏移30cm也可供電的系統(tǒng)并不是那么難實現(xiàn)的,。

希望使行駛中供電實現(xiàn)實用化

  關(guān)于行駛中供電,,在約30年前的1982年,美國的“PATH(Partners for Advanced Transit and Highways)”計劃采用電磁感應(yīng)方式進(jìn)行了實驗,。實驗雖然取得了成功,,但由于漏磁較大,因此未能實用化,。

  最近,,韓國科學(xué)技術(shù)院(Korea Advanced Institute of Science and Technology,KAIST)正致力于為行駛中的汽車供電,。最初采用的是使用1根連續(xù)供電線的軌道系統(tǒng),,存在漏磁的課題,今后將分割供電線,,利用開關(guān)僅為車輛上來的部分供電,,由此不但可進(jìn)一步減輕磁場的影響,而且還能削減用電量,。計劃2011年內(nèi)導(dǎo)入韓國首爾,,還將在美國等地設(shè)置。

  龐巴迪也制定了從2011年夏季開始在比利時洛梅爾(Lommel)設(shè)置1.2km左右的試驗道路,,為巴士充電的計劃,。

  這些實證試驗全部采用電磁感應(yīng)方式。磁共振方式還需要繼續(xù)進(jìn)行技術(shù)開發(fā),。不過,,在玩具領(lǐng)域磁共振方式已經(jīng)實現(xiàn)了實用化。例如,,圖16是沒有配備電池的“迷你四驅(qū)”,。在跑道下方設(shè)置了磁共振線圈進(jìn)行供電。在玩具中利用磁共振方式可以毫無問題地驅(qū)動汽車,。

 
圖16:在玩具中實現(xiàn)實用化的磁共振方式無線供電系統(tǒng)
在玩具中,,磁共振方式無線供電系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)品化。照片是在2010年2月舉行的“ENEX2010”上的演示行駛,。

  關(guān)于面向汽車的磁共振方式行駛中供電,,我們正研究將來從壁面進(jìn)行供電和從路面進(jìn)行供電兩種方式,。壁面的設(shè)置性出色,但隨著距離的變化,,需要自動調(diào)整功能,。而路面受距離變化的影響較小,但如果脫離地面設(shè)置的線圈軌道,,就會無法充電,。

2050年設(shè)置在高速公路上

  為解決這個問題,我們通過NEDO推進(jìn)了計劃,。在目前的計劃中,,預(yù)定2015年前后實施在十字路口前后25m的范圍內(nèi)6kW左右行駛狀態(tài)下的供電實驗(表3)。希望2020年之前實現(xiàn)250m左右的行駛中供電,。另外,,計劃2030年前后面向上坡路等道路實施,2050年前后在高速公路上實施驗證實驗,。

  行駛中供電環(huán)境的建立成本因條件而大不相同,,不過估計略微高于KAIST在電磁感應(yīng)方式中估算的1.9億日元/km即可。

  巴士的運輸能力是LRT的一半左右,,但設(shè)置成本可較LRT大幅削減,,而且能獲得不遜色于LRT的費用效果比。

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