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美国能源部橡树岭国家实验室的研究人员成功演示了首次向轻型电动汽车进行 270 千瓦无线充电。此次演示使用的是保时捷 Taycan，并与美国大众汽车集团合作，使用了橡树岭国家实验室开发的多相无线充电系统。
这一成就超越了ORNL 最近的 100 千瓦无线充电演示，是快速无线充电的又一突破。
美国能源部车辆技术办公室电网和充电基础设施技术经理 Lee Slezak 表示：“在过去三个月中，ORNL 汽车电力电子和电力驱动研究团队创造了令人印象深刻的无线充电世界纪录。这些成就将进一步加速电动汽车在美国的普及。”
作为一款轻型乘用车，保时捷 Taycan很难配备传统的大型重型无线电力传输系统。由于空间、重量和体积限制，该车无法支持充电硬件。现有的轻型车辆无线充电系统目前正在开发中，功率水平高达 11 千瓦，效率高达 92%。目前的行业标准涵盖高达 20 千瓦的功率水平。
ORNL 发明的为保时捷传输电力的系统采用轻型多相电磁耦合线圈，直径略大于 19 英寸，可在尽可能小的线圈中实现更高的功率密度。此过程类似于小型消费设备的无线充电，但多相线圈的独特几何形状和设计使传输极高功率水平成为可能，使用线圈相绕组产生的旋转磁场来提高功率。充电系统无缝集成到车辆底盘中。
无线电力传输技术还包括防止电压和电流超限、过热和短路的保护系统。这些系统可以在发生电源中断或其他可能干扰安全电力传输的意外情况时启动关机程序。
ORNL 车辆电力电子小组负责人、保时捷演示首席研究员 Omer Onar 表示：“为保时捷 Taycan 研究车设计的接收线圈可实现比现有系统高 8 到 10 倍的功率密度。按每千瓦重量计算，这也是世界上最轻的充电系统。”
功率密度在无线充电中非常重要，因为它表明系统相对于其尺寸可以处理多少功率。目标是从更小、更紧凑的系统实现更高的密度，以提高整体效率和性能。ORNL 的系统可以在 10 分钟内将充电状态提高 50%，效率超过 95%。电力传输是在地面和安装在车辆底部的线圈之间的 4.75 英寸间隙上进行的。
这项 270 千瓦的演示标志着ORNL 和大众汽车于 2021 年宣布的美国能源部资助项目的完成。ORNL 的研究团队利用大众汽车在车辆集成方面的专业知识，在电动汽车上测试了新的无线充电概念，目标是通过一种专注于旋转电磁场的新设计开发功率密度最高的无线充电系统。这些场通过降低电压和消除线圈相绕组之间的电流纹波和场抵消来提高效率。
过去十年来，ORNL 研究人员一直在展示无线充电技术的改进，2016 年，他们利用 ORNL 开发的逆变器和耦合技术的充电系统，向一辆运动型多用途车传输了20 千瓦的电量。2018 年，研究团队在台式实验室测试中使用传统线圈技术，实现了 120 千瓦的充电。
100 千瓦和 270 千瓦的演示标志着 ORNL 多相系统首次在电动汽车上进行测试。
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