知識庫

幻化無形,凌空曳渡的無線充電技術
  • 發布年度:2014
  • 主要類別:電動車與車輛電子
  • 次要類別:電子報
  • 車輛中心   綠能車輛發展處   黃子浩

    近年來許多電動車廠看準了無線充電系統所帶來的使用便利性及市場前景,積極地投入該項技術研發。因無線充電是採用電磁感應原理,所以當傳輸距離變化時,系統狀態與效率便會隨之改變而如何實現系統在距離變動下仍能保持高傳輸效率,是研發人員共同努力的目標。圖1無線能量傳輸等效電路,其中傳輸、接收端天線因為沒有緊密的貼合,導致兩天線為低耦合感應,此時須加入補償電容於電路中,並適當地設計LC參數值,以達到特定傳輸距離時的高效率電能傳輸。

    1、無線能量傳輸等效電路

    為了增加無線充電技術應用於產品的自由度及方便性,例如讓智慧型手機可不需對準無線充電板上的充電位置,或者是電動車的無線充電距離因車載重量改變(如圖2所示)仍能維持在高效率的充電動作,車輛中心(ARTC)研發出一套適用於可變傳輸距離的高效率無線充電系統,經由自動位移偵測與阻抗匹配技術來加以實現。

    2無線充電技術相關產品

    當此系統之傳輸、接收端位置改變時,透過自動位移偵測技術可回授得知當下傳輸距離,接著由阻抗匹配資料表,切換電路中可調式補償電容(Cs)適合的電容值,使系統操作在最佳傳輸效率之目標條件,並完成阻抗匹配功能

    圖3為傳統系統與ARTC新型系統效率比較曲線,傳統系統的最佳傳輸距離在1.5公分處,且小於該段距離之範圍為高耦合感應區,故系統於此區採用阻抗匹配技術,能明顯地改善傳輸效率,由圖可知,新型系統效率與傳統系統在傳輸距離為0cm時,約可改善20%。無線充電系統未來應用在3C產品、電動工具或電動車充電系統將更加普遍, 而而對於大範圍傳輸距離、偏移與變動角度等各項挑戰, ARTC以阻抗匹配技術所研發出可變距離的無線充電系統,皆能保有高效率傳輸的優勢。

    3、系統效率比較曲線

     

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