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充电电池和充电技能介绍

  的前进可能会大大改动包含工业设备及电动轿车在内的产品设计,并创始出新的商场(图1)。可快速充电的锂离子

  选用快速充电电池的电动工具商场在敏捷生长。工业设备及电动轿车运用电线的充电办法较为费事,与非触摸充电相结合是扩展商场的要害。

  详细而言,无人转移机、工业机器人等工业设备,和新一代有轨电车、巴士和商用车辆等在固定线路运营的电动轿车等将对非触摸充电的运用起到推进效果。这是由其充电安全性的进步和便利省劲的长处所决议的。

  现在,可为电动轿车等充电的大功率非触摸充电技能的开发比以往任何时候都昌盛。其间,共振办法的非触摸充电技能引起极大重视。美国麻省理工学院(MIT)于2007年6月,美国英特尔于2008年8月宣布了运用磁场耦合共振的技能,成为热门话题,至今仍令人浮光掠影。尽管传输功率只要40%左右,但运用该技能有望对行进中的轿车充电,其相关研制日趋活泼。

  新共振办法的非触摸充电也已露脸。这便是竹中工务店开发中的运用电场耦合共振的技能(图2)。该技能尽管需使送电端与受电端紧贴,但在水平方向错位的状态下也可供电,长处是不会发生像现在已运用的电磁感应式的非触摸充电技能那样,当异物侵入时会发生过热、以及电磁波、高频波的走漏等问题。

  竹中工务店正在开发运用电场耦合原理的供电体系(a)。运用串联谐振的供电体系成功地以90%的功率向白炽灯泡供给了100W电力。

  并且,与电磁感应办法不同,共振办法不运用铁氧体及利兹线圈,因而可下降设备的分量及本钱。别的,只需扩展触摸面积即可为大功率电器供电,这也是其长处。

  竹中工务店技能研讨所尖端技能研讨所资料工程部分主任研讨员原川健一表明,“未来可望在工厂、办公室及公寓的墙面及地板中嵌入可非触摸充电的功用”。现在想象的用处是与直流供电体系相结合,以完成对工业机器人、建筑机械、医疗器械及家电产品等供电。并且,还将力求完成泊车时由地板伸出臂杆与车身触摸进行快速充电的电动轿车充电体系。

  竹中工务店正在开发的运用电场耦合共振的供电体系,分为串联谐振和并联谐振两种办法。两者各具所长:串联谐振办法的结构较为简略,并联谐振办法即便施加电压下降也可高效送电。两者的传输功率方针值均为95%。

  关于串联谐振,现已施行了向白炽灯泡传输100W电力的实验(图2(b))。现在的传输功率为90%。频率约为600kHz,触摸部分的绝缘膜为300μm。为了令一次侧和二次侧紧贴,在二次侧的触摸部分粘贴了导电性硅片。串联谐振的长处在于,不只电路构成简略,并且在结电容发生改变时,可用改动驱动频率的办法应对。仅仅该办法有施加电压会增高的倾向。

  另一方面,并联谐振据悉尚处在由重复进行模仿研讨的试制阶段。并联谐振的长处在于,即便结电容下降也可高效送电,即便输出功率高时,也可将施加电压按捺在较低水平。但该办法存在电路构成杂乱的课题。竹中工务店表明,“方针是期望2012年前后完成实用化”

  非触摸充电技能虽大有鼓起之势,但其运用的前期阶段是快速充电锂离子电池的选用。实际上,已有产品经过选用快速充电锂离子电池进步了易用性,然后扩展了销售额的案例。这便是电动工具。

  电动工具对锂离子充电电池的选用始于2004~2005年,近几年飞速扩展。电动工具大厂商之一牧田(MAKITA)表明,电动工具用锂离子充电电池组的全球供货量在敏捷添加,2005年第一季度仅为100万单元,2006年第一季度即增至400万单元,2007年第一季度增至900万单元,2008年第一季度更进一步增至1300万单元。

  牧田开发技能本部技能管理部开发企划课系长后藤宗利坦言“咱们曾对将镍氢充电电池换成锂离子充电电池是否真的能赢得商场半信半疑”。商场需求敏捷扩展的主要原因在于,锂离子充电电池既有分量轻又有与插电式简直相同的输出功率特性的长处,再加上最快15分钟即可充满电的快速充电功用(图3)。

  牧田上市了15分钟即可充满电的电动工具(a,b)。经过选用锂离子充电电池,可大大缩短本来运用镍氢充电电池及镍镉电池的电动工具需时数十分钟的充电时刻(c)。

  曾经美国顾客以为电动工具的机身和电池组越重越大,驱动时刻就越长,机器就越巩固。而运用锂离子电池的电动工具的问世,使“这一知道发生了严重改变”(后藤)。这是因为,锂离子电池即便分量轻也可以以满功率长时刻驱动,并且电池电量用完后还可敏捷充电。“除了低价位产品还能热销的新式商场国家之外,其他商场基本上都会转向锂离子充电电池的电动工具”(后藤)。事实上,该公司选用锂离子充电电池的电动工具销售额已是比年倍增。

  与电动工具相同,充电时刻短还有望成为电动轿车遍及的重要兵器。电动轿车的缺点之一就在于一次充电的继续行进间隔较短。如果与快速充电结合,这一缺点便可得以减轻。也许是受这一要素的推进,电动轿车充电基础设施的建造最近在各国活泼起来。

  比方,美国Better Place公司正活跃预备在以色列、丹麦、奥地利、加拿大为建造充电基础设施。日本轿车厂商中,日产轿车体现积极。包含与Better Place协作的以色列及丹麦在内,日产正在与20个行政安排及企业树立协作体系(图4)。“车辆开发和充电基础设施建造是电动轿车遍及的两条腿。不两条腿走路的话,必定无法完成遍及”(日产轿车企划及先进技能开发本部技能企划部资深专家上田昌则)。

  日产轿车为了2010年在美国和日本、2011年在我国、2012年在全球投进电动轿车,正在与政

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