電動汽車的充電裝置相當(dāng)于汽車燃料的加注站,，當(dāng)國內(nèi)開始大張旗鼓地建設(shè)有線充電樁和充電站時，國外涌現(xiàn)出了三種非接觸式電動汽車充電裝置，并不同程度地進(jìn)入了商業(yè)化運營。
非接觸充電裝置有哪些類型,？基本工作原理是什么？它的充電效率,、安全性,、便利性如何？這些,，都是人們所關(guān)注的,。

非接觸充電裝置的類型

非接觸充電裝置有電磁感應(yīng)、磁共振,、微波三種方式（表1）,。

非接觸充電裝置的優(yōu)勢

與電動汽車相比，傳統(tǒng)燃料汽車不僅在使用便利性,、整備質(zhì)量、續(xù)駛能力,、制造和使用成本等方面存在諸多優(yōu)勢,，而且燃料補(bǔ)充也無需消耗更多的時間。

電動汽車不但充電時間長,，更換電池或利用充電樁等通過電纜充電的模式,，也存在操作上的不便，而且雨天作業(yè)的安全性問題,，更是令人擔(dān)憂,。

相比而言， 非接觸充電裝置不需要用電纜將車輛與供電系統(tǒng)連接,， 便可以直接對其進(jìn)行快速充電,。加之非接觸快速充電能夠布置在停車場、住宅,、路邊等多種場所,，又可以為各種類型的電動汽車（包括插電式混合動力汽車）提供充電服務(wù),，使電動汽車隨時隨地充電變?yōu)榭赡堋τ诠卉?，可以將充電設(shè)施布置在終點站,、樞紐站、換乘站等地點,，利用短暫的停車時間便可以完成快速充電,。

非接觸充電裝置的工作原理

一、電磁感應(yīng)方式

電磁感應(yīng)通過送電線圈和接收線圈之間傳輸電力,，是最接近實用化的一種充電方式,。當(dāng)送電線圈中有交變電流通過時， 發(fā)送（初級）,、接收（次級）兩線圈之間產(chǎn)生交替變化的磁束,，由此在次級線圈產(chǎn)生隨磁束變化的感應(yīng)電動勢，通過接收線圈端子對外輸出交變電流（圖1）,。

目前存在的問題是：送電距離比較短（約100mm左右）,，并且送電與接受兩部分出現(xiàn)較大偏差時，則電力傳輸效率就會明顯下降,；功率大小與線圈尺寸直接相關(guān),，需要大功率傳送電力時，須在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和電力設(shè)備方面加大投入,。

二,、磁共振方式

磁共振傳送方式由美國麻省理工學(xué)院（MIT）于2007年研制成功，公諸于世以來,，一直備受世界各國的普遍關(guān)注,。
它主要由電源、電力輸出,、電力接收,、整流器等主要部分組成，原理與電磁感應(yīng)方式基本相同,。電源傳送部分有電流通過時,，所產(chǎn)生的交變磁束使接收部分產(chǎn)生電勢，為電池充電時輸出電流,。

與電磁感應(yīng)充電方式不同之處在于,，磁共振方式加裝了一個高頻驅(qū)動電源，采用兼?zhèn)渚€圈和電容器的LC共振電路,，而并非由簡單線圈構(gòu)成送電和接收兩個單元,。

共振頻率的數(shù)值，會隨送電與接收單元之間距離的變化而改變,。當(dāng)傳送距離發(fā)生改變時,，傳輸效率也會像電磁感應(yīng)一樣迅速降低,。為此， 可通過控制電路調(diào)整共振頻率,，使兩個單元的電路發(fā)生共振,，即“共鳴”。所以,，這種磁共振狀態(tài)也稱為“磁共鳴”,。

在控制回路的作用下改變傳送與接收的頻率，可將電力傳送距離增大至數(shù)米左右,，同時將兩單元電路的電阻降至最小以提高傳送效率,。

當(dāng)然，傳輸效率還與發(fā)送與接收電單元的直徑相關(guān),，傳送面積越大,，傳輸效率也越高。目前的傳輸距離可達(dá)400mm左右,，傳輸效率可達(dá)95%,。　

三,、微波方式

使用2.45GHz的電波發(fā)生裝置傳送電力,，發(fā)送裝置與微波爐使用的“磁控管”基本相同。傳送的微波也是交流電波,，可用天線在不同方向接收,，用整流電路轉(zhuǎn)換成直流電為汽車電池充電（圖2）。

為防止充電時微波外漏,，充電部分裝有金屬屏蔽裝置,。使用中，送電與接收之間的有效屏蔽可防止微波外漏,。
目前存在的主要問題是,，磁控管產(chǎn)生微波時的效率過低，造成許多電力變?yōu)闊崮鼙话装紫摹?/p>

非接觸充電裝置在日本的應(yīng)用

2009年7月,，日產(chǎn)與昭和飛行機(jī)公司公開了電磁感應(yīng)式非接觸充電系統(tǒng)，其傳輸距離為100mm左右,，傳輸效率可達(dá)90%,。

但是， 當(dāng)停車位置出現(xiàn)偏差而導(dǎo)致發(fā)送與接收盤之間出現(xiàn)較大誤差時,，則會嚴(yán)重影響電力傳送效率,。目前，研究人員正在致力于停車的橫,、縱向偏差在200～300mm范圍內(nèi),，同樣確保其具有90%以上傳輸效率的研究,。

此外，上述兩家公司對傳送,、接收裝置之間進(jìn)入動物以及金屬碎片等造成的不良影響也進(jìn)行了研究,。因為，這類異物會在二者之間產(chǎn)生渦流,，從而導(dǎo)致發(fā)熱并影響傳送效率,。

長野日本無線公司于2009年8月宣布開發(fā)出了基于磁共振的充電系統(tǒng)。與電磁感應(yīng)方式相比,，磁共振方式具有傳送距離長,、停車誤差要求低等優(yōu)點?？梢栽?00mm的傳輸距離內(nèi)確保90%的傳送效率,。但目前的傳送功率還比較小（約1kW左右）,，擬定從叉車等使用范圍進(jìn)入市場,，伴隨著技術(shù)成熟程度和傳送功率的提高，有望很快進(jìn)入電動車充電領(lǐng)域,。

三菱重工開發(fā)的微波式非接觸充電系統(tǒng),，將一組共48個硅整流二極管作為接收天線，每個硅整流二極管可產(chǎn)生20V的電壓和一定的直流電,，能夠?qū)㈦妷禾嵘脸潆娝璧闹笜?biāo)并可實現(xiàn)1kW的功率輸出,。其優(yōu)點是成本低，整套費用約合人民幣2萬元,。缺點是傳輸效率低,，目前的傳送效率只有38%。對此,，三菱重工認(rèn)為：“雖不適于快速充電,，但作為夜間谷區(qū)充電，電費只有傳統(tǒng)燃料費的10%～20%,。如果將發(fā)熱過大的磁控管用于生活用水加熱,，則綜合效率可到70%。此外,，在安全方面也有防止微波泄露裝置,，使用中不會給車輛上的電子設(shè)備和周邊人員身上的心臟起搏器造成影響。

非接觸充電方式一經(jīng)問世,，便得到了世界各國的普遍關(guān)注,，同樣也值得國內(nèi)同行學(xué)習(xí)與借鑒。與充電站,、充電樁的建設(shè)投資相比成本較低,，并且免去了接線所需的操作和等待的時間,，具有布置靈活、使用便利,、安全可靠等絕對優(yōu)勢,。