無線充電的普及可以說得益于電動汽車產業(yè)的快速發(fā)展，因為，給電動汽車充電有線充電樁占地面積大、操作復雜、磨損率高等問題始終困擾著電動汽車的用戶們。這才推動了無線充電技術的快速發(fā)展，本文主要針對電動汽車的無線充電做對應解析與分享。

一

電動汽車感應式無線充電原理

感應式無線充電技術是目前已經被成功地應用到一些電動汽車充電系統(tǒng)當中，發(fā)射系統(tǒng)埋在地面以下，接收的線圈一般位于汽車底盤，發(fā)射線圈與接收線圈發(fā)生感應耦合，相當于一個可分離變壓器，通過線圈間的高頻電磁場對電能進行無線傳輸，其基本結構如圖1所示。

可以看到，首先來自于電網(wǎng)的工頻交流電經過整流和逆變轉化為高頻交流電，這個頻率一般是幾十到幾百KHz，電流通過補償電路到達原邊發(fā)射線圈，并在線圈中產生高頻電磁場，電動汽車上的副邊接收線圈通過電磁場吸收來自原邊的電能，之后再經過高頻整流、BMS電路等環(huán)節(jié)，最終提供給負載電池充電。這種充電系統(tǒng)的充電效率一般在90%以上，可實現(xiàn)幾個KW級功率的無線傳輸。

圖1 電動汽車感應式無線充電基本結構

二

電動汽車無線充電功率測試的難點

當今無線充電還無法廣泛投入市場的主要原因之一就是效率不高，系統(tǒng)損耗比較大。整個充電系統(tǒng)的功率損失主要出現(xiàn)在五個關鍵階段：

1、電網(wǎng)端的工頻交流輸入功率；

2、原邊整流濾波后的直流功率；

3、高頻逆變電路后在原邊線圈上的高頻交流功率；

4、無線傳輸后在副邊線圈上的高頻交流功率；

5、副邊整流電路后的直流功率。

為了能夠提高系統(tǒng)的效率，首先第一步要對系統(tǒng)各部分功率實現(xiàn)精確測量，測量功率自然離不開功率分析儀，目前市場上常見的功率分析儀在測量無線充電系統(tǒng)時會面臨如下問題，任何一項不能解決好都會導致功率測量不精確甚至出現(xiàn)效率過百的情況。

測量通道：可以看到，無線充電的測量環(huán)節(jié)非常多，常規(guī)的4通道功率分析儀不能滿足使用。另外通道間的同步性也是很關鍵的指標。

測量精度：電動汽車充電過程是一個動態(tài)過程，電壓電流的變化范圍比較寬，無線充電目前的功率一般在幾個KW左右，電流從幾百mA到四五十A變化，一般的功率分析儀精度在萬分之五以下并且基本做不到這個范圍內的電流直測，配置外部傳感器又會造成這一精度進一步折損。

測量帶寬：無線充電系統(tǒng)中無線傳輸部分的效率損失一般是最大的，這一部分由于被測信號的頻率達幾百KHz也是最難測量的。這就要求功率分析儀的帶寬要能達到幾MHz。

三

電動汽車無線充電解決方案

針對電動汽車無線充電功率測量的難點，致遠電子提供了完美的解決方案，那便是認證級功率分析儀PA8000。其中7個功率通道，通道間同步精度可達100ns；支持50A以內的電流直接輸入，功率測量精度可達萬分之一；帶寬高達5M保證高頻交流信號不會失真。

在測試高達90KHz的無線充電信號時，電壓、電流、功率都非常穩(wěn)定，可以為無線充電效率計算提供強而有力的數(shù)據(jù)支撐。

圖2 無線充電高頻功率測量