【導讀】日本埼玉大學(xué)試制出了用于純電動(dòng)汽車(chē)(EV)的雙向無(wú)線(xiàn)供電系統。該系統除了能通過(guò)充電器為EV供電之外,還能從EV反向供電,用于EV和家庭之間進(jìn)行電力調度的V2H(Vehicle to Home)以及V2G(Vehicle to Grid)等用途。
開(kāi)發(fā)雙向無(wú)線(xiàn)供電系統的是埼玉大學(xué)工學(xué)院教授阿部茂等人組成的研究小組。阿部等人以前在為EV非接觸充電用途開(kāi)發(fā)采用方形線(xiàn)圈的供電裝置,目標是采用供電側(一次側)線(xiàn)圈的電容器串聯(lián)、受電側(二次側)線(xiàn)圈的電容器并聯(lián)的“一次串聯(lián)二次并聯(lián)電容器方式”(串聯(lián)-并聯(lián)方式,SP方式)。SP方式的特點(diǎn)是,如果選擇線(xiàn)圈匝數比作為耦合系數的倒數,就能使一次側和二次側的電壓相等。利用這一特點(diǎn),可通過(guò)進(jìn)一步改進(jìn)電路構成,來(lái)實(shí)現雙向供電。一般來(lái)說(shuō),如果為實(shí)現逆向供電而在二次側設置逆變器的話(huà),并聯(lián)電容器就會(huì )出現問(wèn)題。阿部等人的研究小組通過(guò)為二次側電路追加電抗器,并對一次側線(xiàn)圈的串聯(lián)電容器的電容值進(jìn)行微調,解決了這一問(wèn)題,從而實(shí)現了雙向供電。
阿部等人的研究小組曾在2012年3月底于廣島舉行的電氣學(xué)會(huì )日本全國大會(huì )上介紹過(guò)雙向非接觸供電系統的試制結果。但在當時(shí),一次側和二次側之間的距離只有70mm。而此次試制的系統已通過(guò)實(shí)驗證明,即使一次側和二次側的間距延長(cháng)至160mm左右,也就是原來(lái)的約2倍,效率也不會(huì )明顯降低。阿部教授表示,“我們認為160mm是接近實(shí)用的距離”。據介紹,一次側和二次側線(xiàn)圈之間的供電效率方面,單向約為93%,反向也可達到約93%。另外,此次實(shí)驗時(shí)的功率為3kW,采用的頻率為50kHz。阿部等人預定在2013年2月舉行的電氣學(xué)會(huì )相關(guān)研究會(huì )上介紹此次實(shí)驗結果的詳情。
埼玉大學(xué)的阿部等人開(kāi)發(fā)的系統采用方形線(xiàn)圈,與圓形線(xiàn)圈相比,對充電時(shí)橫向位置偏移的容許量較大,因此備受汽車(chē)廠(chǎng)商等的關(guān)注。從事EV用供電系統業(yè)務(wù)的HaloIPT公司等也在開(kāi)發(fā)方形線(xiàn)圈。據介紹,阿部等人從2007年前后就開(kāi)始發(fā)表方形線(xiàn)圈方面的研究論文,還申請了相關(guān)專(zhuān)利。他們今后打算與企業(yè)合作,共同將采用方形線(xiàn)圈和SP方式的供電系統推向實(shí)用化。