商業(yè)化所需的安全機制

安全機制是電動汽車應用中無線充電商業(yè)化的另一個關鍵。MI 和 MR 技術都通過線圈傳輸電磁能量。當金屬物體吸收電磁能時，會產(chǎn)生加熱反應。如果檢測到傳輸線圈上有金屬異物，安全機構將停止電力傳輸。技術難點是如何檢測線圈上的金屬異物，如何在送電前檢測線圈上的金屬異物，以及如何在送電過程中檢測兩個線圈之間的金屬異物侵入。

60cm*80cm左右的矩形線圈用于電動汽車的無線充電，比手機無線充電的5cm*5cm左右的矩形線圈大一百多倍。手機無線充電產(chǎn)品中金屬異物的檢測難度很大。隨著發(fā)射功率和感應距離的增加，需要解決技術難題才能準確檢測較大線圈表面的金屬異物。目前，制造商已經(jīng)提出在大線圈的表面添加一層復雜的小線圈陣列。

這種設計可以有效地大面積檢測金屬異物，但在電力傳輸過程中無法檢測到，這也增加了額外的成本。金屬異物檢測技術已在 MI 中得到發(fā)展。MI的感應范圍比MR窄，但這個缺點有利于金屬異物的防治。異物金屬需要非?？拷€圈才能接收電磁能并發(fā)熱;MI可以分析送電線圈上的信號進行金屬異物檢測，無需額外的檢測硬件，成本低。

CLC結構提高MI線圈性能

在MI技術中，發(fā)射端利用驅動器連接電容和線圈產(chǎn)生諧振并發(fā)送電磁能，而接收端線圈通過接收電磁能和連接電容的諧振效應來接收電能。線圈是纏繞在電感器中的一段導線。成為電感的導線上每個位置的信號都是不同的。最大諧振信號幅值出現(xiàn)在線圈和電容器的結點處，遠離結點處逐漸減小。

半橋 CL，單個驅動器將電容器連接到線圈，在電容器-線圈連接的一端產(chǎn)生諧振信號，而線圈的另一端接地，因此沒有諧振信號。

全橋CL與半橋 CL的區(qū)別在于原來的線圈接地端改為驅動器，驅動器和另一個驅動器是反相信號。由于電容和線圈觸點與另一端反向驅動，其驅動力相當于半橋模式的2倍，所以諧振信號幅度也很大。與線圈直接相連的驅動器不產(chǎn)生共振，只有驅動信號。只有與電容器相連的線圈一端會產(chǎn)生諧振信號。

全橋CLC，線圈兩端裝有諧振電容和驅動器，線圈兩端產(chǎn)生諧振信號。諧振信號是反相的。這種結構使線圈在兩端產(chǎn)生最大的諧振信號幅度，使線圈能夠發(fā)出最大的電磁能量。

全橋CLC發(fā)射端和接收端均采用CLC結構，可以充分發(fā)揮線圈傳輸能力。發(fā)射線圈端和接收線圈端對應的位置為諧振信號幅度最大出現(xiàn)的地方;實際測試中，5cm*5cm的線圈可以傳輸500W的能量，線圈之間的功率密度非常高;在相同的功率密度下，通過加大線圈可以提高發(fā)射功率。如果將線圈尺寸放大到50cm×50cm，可以輕松傳輸5KW以上的電力。因此，MI技術可以滿足電動汽車充電功率的需求。