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為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。

圖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。

圖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(C_s)至最適合的電容值，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。

圖3、系統效率比較曲線