非接觸充電方式有三種

電磁感應(yīng)是最接近實用化的方式，不過存在的問題是送電距離比較短，如果送電部與受電部的橫向偏差較大、傳輸效率就會下降。另外，用于快速充電時，還存在基礎(chǔ)設(shè)施方的送電設(shè)備耗費成本的問題。

而針對這兩個問題，開發(fā)出了能夠延長送電距離的磁共振方式和有望降低成本的微波方式。

日產(chǎn)正考慮采用電磁感應(yīng)方式。該公司在2009年7月舉行的先進(jìn)技術(shù)說明會上公開了電磁感應(yīng)方式的非接觸充電系統(tǒng)（圖2）。系統(tǒng)是該公司與昭和飛行機(jī)工業(yè)合作開發(fā)的。充電能力因送電線圈和受電線圈的尺寸而異，不過用于乘用車的充電能力為1k～30kW左右。

圖2：配備非接觸充電系統(tǒng)的實驗車輛日產(chǎn)汽車2009年7月公開的非接觸充電系統(tǒng)。（a）原型車是2000年上市的電動汽車“Hypermini”。計劃在2013年推出的新一代EV中采用非接觸充電系統(tǒng)。非接觸充電系統(tǒng)是與昭和飛行機(jī)工業(yè)合作開發(fā)的。（b）送電部和受電部。

如果家用普通充電的充電能力為1.5kW（交流100V×15A）左右，街上快速充電器（直流300～400V×150A）的充電為50kW左右，納悶昭和飛行機(jī)所開發(fā)系統(tǒng)的充電能力則相當(dāng)于快速充電器的一半左右。普通充電時，能以與電線式相同的時間進(jìn)行充電，快速充電時，則能在電線式約1.5倍時間內(nèi)充電。

電磁感應(yīng)在送電線圈和受電線圈之間傳輸電力。當(dāng)送電線圈中有交流電流流過時，送電·受電線圈之間產(chǎn)生磁束，隨著磁束變化，受電線圈會有交流電流流過（圖3）。日產(chǎn)與昭和飛行機(jī)合作開發(fā)的系統(tǒng)，其傳輸距離為10cm左右，傳輸效率達(dá)到90%，不過希望今后即使汽車在橫向偏差20～30cm時停下也能確保同等的傳輸效率。具體將通過減少送電·受電線圈的損耗等，比原來進(jìn)一步提高傳輸效率。

圖3：電磁感應(yīng)的原理當(dāng)送電線圈有交流電流流過時，產(chǎn)生磁束，穿過受電線圈。當(dāng)磁束變化時，受電線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，有電流流過。

此外，兩家公司還將研究檢測充電時送電·受電部之間是否有動物侵入以及是否有金屬碎片進(jìn)入等的機(jī)制。因為如果充電時有異物，此處就會產(chǎn)生渦電流，有可能導(dǎo)致發(fā)熱。

磁共振能夠傳輸數(shù)米之遠(yuǎn)

其他兩種方式的輸出功率還很小，還處于研究階段，不過作為下一代技術(shù)備受關(guān)注。

采用磁共振方式的非接觸傳輸系統(tǒng)自2007年美國MIT（麻省理工學(xué)院）公布以來，一直備受全球技術(shù)人員的關(guān)注。日本國內(nèi)，2009年8月長野日本無線宣布開發(fā)出基于磁共振的送電系統(tǒng)（圖4）。當(dāng)送電·受電部之間的傳輸距離為40cm時，傳輸效率達(dá)到95%（圖5）。

圖4：基于磁共振的電力傳輸系統(tǒng)長野日本無線開發(fā)的試制系統(tǒng)。其特點是與電磁感應(yīng)方式相比，適于長距離傳輸?；驹硎请姶鸥袘?yīng)，利用控制電路設(shè)定共振頻率，能夠減少送電部與受電部之間的電阻，能夠?qū)㈦妭鬏數(shù)竭h(yuǎn)處。

圖5：磁共振方式的系統(tǒng)（長野日本無線）利用高頻電源將家用電源AC100V（50～60Hz）轉(zhuǎn)換成13.56MHz，傳輸?shù)剿碗姴俊＠檬茈姴康恼麟娐忿D(zhuǎn)換成直流，用于點燈或者發(fā)動模型直升飛機(jī)。

磁共振的基本原理與電磁感應(yīng)相同。當(dāng)送電部有電流流過時，產(chǎn)生磁束，受電部就會有電流流過。不過，不同點在于并非由簡單線圈構(gòu)成送電部和受電部而是采用兼?zhèn)渚€圈（L）和電容器（C）的LC共振電路。另一個不同點是具有使兩個電路具有相同共振頻率的控制電路。共振頻率值隨著送電部與受電部之間的距離而變化。通過利用控制電路設(shè)定適當(dāng)?shù)墓舱耦l率來使兩個電路發(fā)生共振。

該公司估算，磁共振方式在60cm的傳輸距離內(nèi)能夠確保90%的效率（圖6）。而電磁感應(yīng)方式在數(shù)厘米左右的距離內(nèi)傳輸效率低于90%，因此磁共振方式的效率更高。

設(shè)定共振頻率的控制電路連接到送電部。如果不根據(jù)傳輸距離改變共振頻率，傳輸效率也會跟電磁感應(yīng)一樣迅速降低（圖7）。傳輸效率還隨著送電部和受電部的直徑而改變，面積越大，傳輸效率越高（圖8）。

圖6：送電方式和傳輸效率電磁感應(yīng)在數(shù)厘米內(nèi)傳輸效率降低。而磁共振傳輸效率的減少平緩。送電·受電部的直徑為40cm時。（圖表出處：長野日本無線）。

圖7：磁共振方式的共振頻率控制根據(jù)送電部與受電部的距離適當(dāng)控制共振頻率，傳輸距離會猛增。（圖表出處：長野日本無線）

圖8：送電·受電部的直徑與傳輸距離的關(guān)系送電部和受電部都是直徑越大，傳輸效率越高。（圖表出處：長野日本無線）

雖然目前輸出功率只有30W，但2009年內(nèi)打算提高到1kW左右。不過，實際使用時，需要跟其他方式一樣，要符合電波法、驗證對人體的安全性及減小部件等。

并且，方針是“從工廠叉車等使用范圍受限的領(lǐng)域?qū)?，最終應(yīng)用于EV”（長野日本無線研究開發(fā)部長谷屋明彥）。