3、大功率WPT技术在园区中的应用
近年来,越来越多的学者对大功率无线电能传输技术进行了研究,本文针对智能园区的定位及发展要求,重点介绍电动汽车无线供电及节能路灯无线供电2个方面。
3.1电动汽车无线充电
3.1.1电动汽车无线充电原理
对电动汽车进行无线充电或无线供电,不仅体现了未来智能电网送电的灵活性,同时也极大地增加了电动汽车充电的灵活性,甚至可将电动汽车作为移动的、分布式储能单元接入电网,发挥其削峰填谷的作用。电动汽车无线充电主要采用电磁感应方式和磁耦合谐振方式。磁耦合谐振利用近场谐振强耦合的原理,在2个具有相同谐振频率的物体之间实现能量传递,而非谐振物体间能量交换却很微弱。该方法可在数米范围内实现无线供电,存在障碍物时也能高效传输电能,传输功率一般为几百瓦,是一种极具潜力的中距离无线电能传输方式。电动汽车无线充电系统原理见图6。
3.1.2电动汽车无线充电系统设计
目前,电动汽车无线充电主要有在线式充电和定点式充电2种。定点式无线充电只需在固定点安装电能发射装置对汽车充电。在线式无线充电将发射装置埋在道路下方,从而实现对电动汽车在行驶中的电能供给,有效避免了电池续航能力弱、充电时间长的弊端,也极大减轻了电动汽车的重量。本文主要对电动汽车在线式无线充电系统进行设计。
1)系统整体设计。系统采用感应耦合与电磁谐振协同工作的方式,它包含发射端和接收端2个部分,其频率通过补偿电容调节一致。能量发射单元埋置在地面下方,能量拾取单元放置在电动汽车的下方,原边的输入电能经过能量变换后通过能量发射单元向上方发射,经过15~30cm左右高度的空气传播,接收单元拾取到电能后,经过能量变换装置把高频的交流电能转化成电动车所需要的电能。系统工作时为了减少无效的电能供给,每个线圈单元上的传感器感应到车辆接近后,向逆变器发送信息,电源中的逆变器将有车辆通过的发射单元开启,车辆经过的发射单元开始工作。如果车辆移动到下一段,前一个单元关闭,下一个单元开始工作。电动汽车在线供电示意见图7。