电动汽车无线充电技术研究综述
电动汽车无线充电技术文献综述
电动汽车无线充电技术的现状与展望 王利军（合肥工业大学，合肥230000） 刘小龙（合肥工业大学，合肥230000） 端木沛强（合肥工业大学，合肥230000） 景池（合肥工业大学，合肥230000） 【摘要】介绍了无线充电技术的分类、电动汽车无线充电技术的工作原理以及电动汽车无线充电技术的应用情况，对比分析电动汽车传统能源供给方式及无线充电方式的优缺点。分析电动汽车用无线充电技术的特点，并介绍应用于电动汽车的无线充电技术的研发现状。然后以行驶中的充电技术为重点，对将来电动汽车用无线充电技术的发展进行展望。Abstract：The categories, operating principles and applications of wireless charging technology are introduced in this paper. The advantages and disadvantages are analyzed by comparing traditional energy supply mode and wireless charging mode. The characteristic of wireless charging technology for EV is analyzed. And then the development present of wireless charging technology is introduced. Finally，the future of wireless charging technology for EV is described with focus on charging of a moving vehicle on road． 【关键词】电动汽车无线充电无线电力输送电磁感应 Key words：electric vehicle; wireless charging technology; wireless power transmission; electromagnetic induction; 0 引言 随着社会的进步、科技的发展、环境和能源问题的日益突出，发展和普及电动汽车等新能源汽车的呼声日趋高涨，国内外纯电动汽车( EV) 和插电式混合动力汽车( PHEV) 的量产和销售也已开始。然而当前电动汽车的普及还面临着诸多问题。其中充电技术方面，现在电动汽车的充电方式全部是接触式充电(无论是充电模式还是换电模式) ，非接触式的无线充电技术尚处于起步阶段。然而，从便利性来看，非接触式无线充电技术更适用。由于电动汽车二次电池的能量密度远不及汽油，必须经常进行充电作业，且每次充满电都需要数小时。而利用无线充电技术可以省却繁琐的充电作业，甚至可以在汽车行驶中自动进行充电，实现智能化和人性化，同时解决了接触式充电在安全和维护方面的问题。 1 无线充电技术 无线充电技术引源于无线电力输送技术。无线电力传输也称无线能量传输或无线功率传输，主要通过电磁感应、电磁共振、射频、微波、激光等方式实现非接触式的电力传输。根据在空间实现无线电力传输供电距离的不同，可以把无线电力传输形式分为短程、中程和远程传输三大类。 1.1 短程传输 通过电磁感应电力传输（ICPT）技术来实现，一般适用于小型便携式电子设备供电。ICPT 主要以磁场为媒介，利用变压器耦合，通过初级和次级线圈感应产生电流，电磁场可以穿透一切非金属的物体，电能可以隔着很多非金属材料进行传输，从而将能量从传输端转移到接收端，实现无电气连接的电能传输。电磁感应传输功率大，能达几百千瓦，但电磁感应原理的应用受制于过短的供电端和受电端距离，传输距离上限是10 cm 左右。 1.2 中程传输 通过电磁耦合共振电力传输（ERPT）技术或射频电力传输（RFPT）技术实现，中程传输可为手机、MP3 等仪器提供无线电力传输。ERPT 技术主要是利用接收天线固有频率与发射场电磁频率相一致时引起电磁共振，发生强电磁耦合的工作原理，通过非辐射磁场实现电能的高
电动汽车开题报告
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毕业设计（论文）开题报告
题目
电动汽车充电对配电系统的影响
学院
自动化学院
专业
电气工程与自动化专业
姓名
班级
学号
指导教师
可编辑
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一、综述本课题选题的依据和意义
2015 年 9 月，关于充电桩的好消息频频传出，如国务院常务会议上提出加快 电动汽车充电基础设施、电动汽车充电接口国家标准修订稿通过审查，以及国务 院办公厅日前发布《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》，到 2020 年，我国将基本建成适度超前、车桩相随、智能高效的充电基础设施体系，满足 超过 500 万辆电动汽车的充电需求。尤为引人关注的是，北京通信展举行期间， 国务院副总理马凯称：国家准备将充电桩普及的任务交由铁塔公司负责。
随着时代的发展，汽车的普及，石油的消耗也日益增加，作为不可再生的石 油资源，总有枯竭的一天，而且汽车尾气的排放对环境有很大的污染，所以利用 电能替代石油，实现汽车尾气的零排放，将是未来汽车行业的发展趋势。截至 2015 年一月，从公开信息显示，目前杭州已经建成了 70 座充换电站、620 个充 电桩，其中杭州主城区投入运营的充换电站有 27 个。在杭州市区里，一辆新能 源车要找到最近的充电站，只要开 4.5 公里。
国内外电动汽车在近几年的发展情况如下：经过 2012 和 2013 年的缓慢起步， 全球电动汽车销量终于在 2014 年下半年爆发，全年销售已超过 30 万辆大关，中 国新能源汽车品牌突飞猛进，比亚迪从 2013 年的第 40 名跃升至第七位，康迪电 动车也挤进第十名。在 2015 年，全球电动汽车销售量达到 40 万辆左右。
随着电动汽车规模化应用,电网原有装机和线路容量是否能应对新增充电负 荷需求,即在不扩大规模的情况下,如何提高原有电网利用率,增加容纳能力,同时 最大限度降低充电负荷对电网的负面影响,在分析充电负荷特性基础上,针对电动 汽车充电对电网各方面的影响,提出相应对策,将对电动汽车产业化进程具有重要 的研究意义。
二、国内外研究动态
我国电动汽车起步较发达国家晚,但研究发展快。各汽车生产商进入研发电动 汽车的行列,已经在促进电动汽车各方面技术发展方面取得有益的成见。由于配 套设施等主要原因,家用电动汽车并没有广泛的推广开来，现有的电动汽车充电 站主要对电动公交车和工程车辆进行充电。同时针对电动汽车充电站运行和电动 汽车充电对配电网的研究仍然非常缺乏。电动汽车规模预测，用户充电行为的随 机性,以及接入电网造成的影响和相应充电控制策略都没有一套成熟的模式和系 统，以及对此的全面研究。
电动汽车对电网的影响，主要包括电网负荷特性影响、谐波影响、电压电流
可编辑
无线充电技术综述
无线电能技术综述 微航磁电技术有限公司 简要：叙述了无线电能传输的概念和发展历程，着重对电磁感应式、电磁共振式和电磁辐射式三种无线电能传输进行了详细分析；电磁感应式传输距离近、效率低且需要补偿；电磁共振式是对感应式的突破。可以在几米的范围内传输中等，其研究前景较好；电磁辐射式传输距离远，功率较大，但传输较远距离时需要高效整流天线和高方向性天线，其研制难度较大。关键词：无线电能传输；电磁感应；磁谐振；微波 所谓无线电能传输(Wirelss Power Transmission——wPT)就是借助于电磁场或电磁波进行能量传递的一种技术。无线输电分为：电磁感应式、电磁共振式和电磁辐射式。电磁感应可用于低功率、近距离传输；电磁共振适于中等功率、中等距离传输；电磁辐射则可用于大功率、远距离传输。近年来，一些便携式电器如笔记本电脑、手机、音乐播放器等移动设备都需要电池和充电。电源电线频繁地拔插，既不安全，也容易磨损。一些充电器、电线、插座标准也并不完全统一，这样即造成了浪费，也形成了对环境的污染。而在特殊场合下，譬如矿井和石油开采中，传统输电方式在安全上存在隐患。孤立的岛屿、工作于山头的基站，很困难采用架设电线的传统配电方式。在上述情形下，无线输电便愈发显得重要和迫切，因而它被美国《技术评论》杂志评选为未来十大科研方向之一。在无线输电方面，我国的研究才刚刚起步，较欧美落后。在此旨在阐述当前的技术进展，分析无线输电原理，为我国在无线输电方面的深入研究提供参考。 1 无线电能传输技术的发展历程 最早产生无线输能设想的是尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)，因而有人称之为无线电能传输之父。1890年，特斯拉就做了无线电能传输试验。特斯拉构想的无线电能传输方法是把地球作为内导体，把地球电离层作为外导体，通过放大发射机以径向电磁波振荡模式，在地球与电离层之间建立起大约8 Hz的低频共振，利用环绕地球的表面电磁波来传输能量。最终因财力不足，特斯拉的大胆构想没能实现．2 J。其后，古博(Goubau)、施瓦固(Sohweing)等人从理论上推算了自由空间波束导波可达到近100％的传输效率，并随后在反射波束导波系统上得到了验证。20世纪20年代中期，日本的H．Yagi和S．Uda发明了可用于无线电能传输的定向天线，又称为八木一宇田天线。20世纪60年代初期雷声公司(Raytheon)的布朗(w．C．Brown)做了大量的无线电能传输研究工作，从而奠定了无线电能传输的实验基础，使这一概念变成了现实J。在实验中设计了一种效率高、结构简单的半波电偶极子半导体二极管整流天线，将频率2．45GHz的微波能量转换为了直流电。1977年在实验中使用GaAs—Pt肖特基势垒二极管，用铝条构造半波电偶极子和传输线，输入微波的功率为8 W，获得了90．6％的微波——直流电整流效率。后来改用印刷薄膜，在频率2．45 GHz时效率达到了85％。自从Brown 实验获得成功以后，人们开始对无线电能传输技术产生了兴趣。1975年，在美国宇航局的支持下，开始了无线电能传输地面实验的5 a计划 ]。喷气发动机实验室和Lewis科研中心曾将30 kW的微波无线输送1．6 km，微波——直流的转换效率达83％。1991年，华盛顿ARCO电力技术公司使用频率35 GHz的毫米波，整流天线的转换效率为72％。1998年，5．8 GHz印刷电偶极子整流天线阵转换效率为82％。前苏联在无线电能传输方面也进行了大量的研究。莫斯科大学与微波公司合作，研制出了一系列无线电能传输器件，其中包括无线电能传输的关键器件——快回旋电子束波微波整流器。近几年，无线电能传输发展更是迅速。Wildcharge、Powercast、SplashPower、东京大学，相继开发出非接触式充电器。MIT在2007年6月宣布，利用电磁共振成功地点亮了一个离电源约2 m远的60 w电灯泡，这项技术被称为WiTricity。该研究小组在实验中使用了两个直径为50 cm的铜线圈，通过调整发射频率使两个线圈在10 MHz产生共振，从而成功点亮了距离电力发射端
电动汽车充电技术国内外研究现况及发展趋势
电动汽车充电技术国内外研究现况及发展趋势 班级： 姓名： 学号：
摘要：对国内外电动汽车、电动汽车充电技术及规划布局等方面现状进行了研究，并对电动汽车充电需求进行了分析。介绍了国内外电动汽车充电设施的发展状况，对未来我国电动汽车发展前景进行了初步研究，提出积极推动电动汽车充电设施建设应是电网企业义不容辞的责任以及未来发展机遇。 关键词：电动汽车充电技术研究现状发展趋势 1.前言 电动汽车是全部或部分由电能驱动电机作为动力系统的汽车，按照目前技术的发展方向或者车辆驱动原理，可划分为纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池电动汽车三种类型。近年来，我国电动汽车行业取得了快速发展，攻克了一系列关键技术难题，在部分领域已实现了与日美欧等国同步发展。目前我国发展电动汽车已具有消费市场规模大、制造成本低、技术取得局部突破、资源保障能力强的四大优势。在技术突破和政策扶持的双重刺激下，我国电动汽车已处于市场引爆的临界点，预计未来两年电动汽车的市场规模和生产规模将迅速扩大，电动汽车将进入快速成长期。电动汽车充电设施是电动汽车产业链的重要组成部分，在电动汽车产业发展的同时还应该充分考虑充电设施的发展。 1 电动汽车充电的基本方式 目前常用的电动汽车充电方式有慢充、快充和快换三种： (1) 慢充方式。慢充一般以较小交流电流进行充电，充电时间通常为6～10 h，慢充方式一般利用晚间进行充电，充电时可以采用晚间低谷电价，有利于降低充电成本，但是难以满足使用者紧急或者长距离行驶需求。慢充一般采用单相220V/16A 交流电源，通过车载充电器对电动汽车进行充电，车载充电器可采用国标三口插座，基本不存在接口标准的问题。电动汽车慢充一般通过充电桩进行。 (2) 快充方式。快充又称应急充电，以较大直流电流在20 min 至1 h 内，为电动汽车提供短时充电服务，快充方式可以解决续航里程不足时电能补给问题，但是对电池寿命有影响，因电流较大，对技术、安全性要求也较高。快充的特点是高电压、大电流，充电时间短（约1 h）。目前，这种充电方式的充电插口的针脚定义、电压、电流值、控制协议等均没有国家标准，也没有国际标准，已投入使用的充电机和电动车电池充电插口均由各生产厂家自定，世界各国都在积极争夺标准的制订权，各大电动汽车厂家也纷纷抢先投放产品，抢占市场、提高占有率，试图使多数充电站不得不采用其充电设备，从而成为事实标准。快充方式主要在充电站中进行。 (3) 快换方式。快换则是通过直接更换车载电池的方式补充电能，换电时间与燃油汽车加油时间相近，大约需要5～10 min。快换方式最为便捷，但是需要电动汽车和车载电池实现标准化，而且快换过程中需要专业人员进行操作。快换可以在充电站也可在专用电池更换站完成。这种方式的优点是电动车电池不需现场充电，更换电池时间较短，但要求电池的外形、容量等参数完全统一，同时，还要求电动汽车的构造设计能满足更换电池的方便性、快捷性。 2 国外电动汽车充电设施发展状况
电动汽车开题报告
毕业设计（论文）开题报告 题目电动汽车充电对配电系统的影响学院自动化学院 专业电气工程与自动化专业 姓名 班级 学号 指导教师
一、综述本课题选题的依据和意义 2015年9月，关于充电桩的好消息频频传出，如国务院常务会议上提出加快电动汽车充电基础设施、电动汽车充电接口国家标准修订稿通过审查，以及国务院办公厅日前发布《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》，到2020年，我国将基本建成适度超前、车桩相随、智能高效的充电基础设施体系，满足超过500万辆电动汽车的充电需求。尤为引人关注的是，北京通信展举行期间，国务院副总理马凯称：国家准备将充电桩普及的任务交由铁塔公司负责。 随着时代的发展，汽车的普及，石油的消耗也日益增加，作为不可再生的石油资源，总有枯竭的一天，而且汽车尾气的排放对环境有很大的污染，所以利用电能替代石油，实现汽车尾气的零排放，将是未来汽车行业的发展趋势。截至2015年一月，从公开信息显示，目前杭州已经建成了70座充换电站、620个充电桩，其中杭州主城区投入运营的充换电站有27个。在杭州市区里，一辆新能源车要找到最近的充电站，只要开4.5公里。 国内外电动汽车在近几年的发展情况如下：经过2012和2013年的缓慢起步，全球电动汽车销量终于在2014年下半年爆发，全年销售已超过30万辆大关，中国新能源汽车品牌突飞猛进，比亚迪从2013年的第40名跃升至第七位，康迪电动车也挤进第十名。在2015年，全球电动汽车销售量达到40万辆左右。 随着电动汽车规模化应用,电网原有装机和线路容量是否能应对新增充电负荷需求,即在不扩大规模的情况下,如何提高原有电网利用率,增加容纳能力,同时最大限度降低充电负荷对电网的负面影响,在分析充电负荷特性基础上,针对电动汽车充电对电网各方面的影响,提出相应对策,将对电动汽车产业化进程具有重要的研究意义。 二、国内外研究动态 我国电动汽车起步较发达国家晚,但研究发展快。各汽车生产商进入研发电动汽车的行列,已经在促进电动汽车各方面技术发展方面取得有益的成见。由于配套设施等主要原因,家用电动汽车并没有广泛的推广开来，现有的电动汽车充电站主要对电动公交车和工程车辆进行充电。同时针对电动汽车充电站运行和电动汽车充电对配电网的研究仍然非常缺乏。电动汽车规模预测，用户充电行为的随机性,以及接入电网造成的影响和相应充电控制策略都没有一套成熟的模式和系统，以及对此的全面研究。 电动汽车对电网的影响，主要包括电网负荷特性影响、谐波影响、电压电流
国内外电动汽车充电设施发展状况研究
国内外电动汽车充电设施发展状况研究 时间:2011-01-14 来源:华中电力科学研究院作者:鲁莽,周小兵,张维介绍了国内外电动汽车充电设施的发展状况，对未来我国电动汽车充电的商业模式及发展前景进行了初步研究，提出积极推动电动汽车充电设施建设应是电网企业义不容辞的责任。 电动汽车是全部或部分由电能驱动电机作为动力系统的汽车，按照目前技术的发展方向或者车辆驱动原理，可划分为纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池电动汽车三种类型。近年来，我国电动汽车行业取得了快速发展，攻克了一系列关键技术难题，在部分领域已实现了与日美欧等国同步发展。目前我国发展电动汽车已具有消费市场规模大、制造成本低、技术取得局部突破、资源保障能力强的四大优势。在技术突破和政策扶持的双重刺激下，我国电动汽车已处于市场引爆的临界点，预计未来两年电动汽车的市场规模和生产规模将迅速扩大，电动汽车将进入快速成长期。电动汽车充电设施是电动汽车产业链的重要组成部分，在电动汽车产业发展的同时还应该充分考虑充电设施的发展。 1 电动汽车充电的基本方式 目前常用的电动汽车充电方式有慢充、快充和快换三种： (1) 慢充方式。慢充一般以较小交流电流进行充电，充电时间通常为6～10 h，慢充方式一般利用晚间进行充电，充电时可以采用晚间低谷电价，有利于降低充电成本，但是难以满足使用者紧急或者长距离行驶需求。慢充一般采用单相220V/16A 交流电源，通过车载充电器对电动汽车进行充电，车载充电器可采用国标三口插座，基本不存在接口标准的问题。电动汽车慢充一般通过充电桩进行。 (2) 快充方式。快充又称应急充电，以较大直流电流在20 min 至1 h 内，为电动汽车提供短时充电服务，快充方式可以解决续航里程不足时电能补给问题，但是对电池寿命有影响，因电流较大，对技术、安全性要求也较高。快充的特点是高电压、大电流，充电时间短（约1 h）。目前，这种充电方式的充电插口的针脚定义、电压、电流值、控制协议等均没有国家标准，也没有国际标准，已投入使用的充电机和电动车电池充电插口均由各生产厂家自定，世界各国都在积极争夺标准的制订权，各大电动汽车厂家也纷纷抢先投放产品，抢占市场、提高占有率，试图使多数充电站不得不采用其充电设备，从而成为事实标准。快充方式主要在充电站中进行。 (3) 快换方式。快换则是通过直接更换车载电池的方式补充电能，换电时间与燃油汽车加油时间相近，大约需要5～10 min。快换方式最为便捷，但是需要
电动汽车无线充电系统设计
毕业设计任务书题目电动汽车无线充电系统设计 二级学院汽车工程学院 专业新能源汽车应用技术专业 班级 学生姓名 学号 指导教师李兵 年月
设计题目 电动汽车无线充电系统设计 课题简介 随着社会的进步、科技的发展、环境和能源问题的日益突出，发展和普及电动汽车等新能源汽车的呼声日趋高涨，国内外纯电动汽车(EV)和插电式混合动力汽车(PHEV)的量产和销售也已开始。然而当前电动汽车的普及还面临着诸多问题。其中充电技术方面，现在电动汽车的充电方式全部是接触式充电(无论是充电模式还是换电模式) ，非接触式的无线充电技术尚处于起步阶段。然而，从便利性来看，非接触式无线充电技术更适用。由于电动汽车二次电池的能量密度远不及汽油，必须经常进行充电作业，且每次充满电都需要数小时。而利用无线充电技术可以省却繁琐的充电作业，甚至可以在汽车行驶中自动进行充电，实现智能化和人性化，同时解决了接触式充电在安全和维护方面的问题。 课题目标与任务 任务：1、能够满足电动汽车无线充电系统的实际需求。2、设计高效合理的电动汽车无线充电系统，设计的无线充电系统应能够监控电压，电流以及温度等数据。3、设计有效、低成本的电动汽车电源管理系统，该系统应具有相应的故障报警系统，能够准确迅速对故障进行处理或警报等功能。 目标：通过对电动汽车无线充电系统设计，促进学生掌握电动汽车无线充电系统电路设计方法，学会调查研究各项电动汽车无线充电电路的工作原理，完成毕业设计方案撰写，要求学生能够运用在校所学的基本知识、基础理论、技能与方法等，研究和探讨电动汽车无线充电系统电路中的相关问题，对实际电动汽车无线充电系统电路设计工作做出具体计划，并在撰写实践中提高分析和解决实际问题的能力，提升创新意识和专业综合素质，提升语言能力与文字能力。同时，促进学生进一步提高独立思考、自主学习的能力；获取信息的能力，设计电动汽车无线充电系统电路的能力；自我评价、控制等能力。 实施步骤和方法 1.确定选题：收集资料，了解电动汽车无线充电系统需求，进行分析，了解所需知识与元器件使用要点，选定设计题目； 2.现场调查：制作调研表格，现场调查了解项目背景，对项目进行初步分析并收集相关数据和资料 3.统计分析与论证：统计分析项目各项数据，进行数据变量分析，撰写调研报告，提出设计的主要思路。 4.毕业设计方案设计：根据电动汽车无线充电系统的要求，运用所学电子电路知识，设计电动汽车无线充电系统电路。 5.撰写设计文档：按照学校要求与教育厅要求，对策划方案整理成相应格式的文档（包括毕业设计任务书、毕业设计设计方案、毕业设计作品、毕业设计成果报告） 6.设计文档答辩：经过指导后进行修改，并参加答辩。
电动汽车的研究背景及现状
电动汽车的研究背景及现状 1.研究的背景 汽车的发展引起了地球资源的过大消耗。地球上的能源是有限的，能源紧缺是全人类面临的越来越严重的问题，是一个全球问题，关系到全球的经济与军事安全。我国的能源问题已经成为国民经济发展的战略问题，从国家安全角度出发，石油资源已经和国家安全、经济发展紧密的联系起来，能源的稳定供应是一个国家所关注的重点，也是我国能源安全战略的核心内容。如果继续按照传统的能源动力系统发展下去，将难以持续我国这个泱泱汽车大国的兴起。 汽车在给人们带来便利的同时也污染了环境。汽车尾气的排放引起了城市的温室效应，同时也引起了臭氧层的破坏，形成酸雨等大气环境问题，进而对动植物也产生了很大的危害。面对汽车造成的空气污染，人们可以直接闻到汽车尾气排放的带有刺鼻臭味的燃烧不完全的雾化混合气。随着生活水平的提高，人类对生存环境的要求越来越高，降低汽车的尾气排放的呼声也与日俱增。 面对资源紧缺与环境保护问题，发展电动汽车成为汽车工业发展的主流趋势。 1.1电动汽车的定义和分类 电动汽车是指用车载电源为动力，电动机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的汽车。电动汽车应具有汽车的性能和属性，但动力线路与原内燃机动力线路不同，又具有电力车辆的基本特征。电动汽车通常被分为蓄电池电动车（Battery Electric Vehicle，BEV）、混合动力电动汽车（Hybrid Electric Vehicle，HEV）和燃料电池电动汽车（Fuel Cell Electric Vehicle，FCEV）三大类。 1.2电动汽车的早期发展 尽管电动汽车技术目前看来还处于新兴发展时期，但它的产生却早于燃油车，并已经历了多个兴衰周期。以下是主要的时期： 1834年 Thomas Davenport 电动三轮车不可充电的干电池驱动 1881年法国古斯塔夫?特鲁夫电动三轮汽车以铅酸电池为动力 1882年英国人阿顿与培里三轮电动汽车以铅酸电池为动力 1890年美国电动汽车以蓄电池为动力 直到20世纪60年代后，由于能源、环境问题使人们对电动汽车又开始重新重视，世界各国政府与汽车制造商对电动汽车的研究开发均有不同程度的投入。但主要还是在近来十几年中，电动汽车的研究开发进入了高峰期，并在各项技术发展商开始取得了一定的成果和进步。 2.电动汽车在各国的发展现状 近几十年来，世界各国著名的汽车制造商都在加紧研制各类电动汽车，并取得了一定程度的进展和突破。 2.1日本 日本一直以来出于对能源危机和环境保护的关注及占领未来世界汽车市场的考虑，十分重视电动汽车的研制和开发。以下是日本研制电动汽车的进程： 1976年日本成立电动汽车协会 20世纪80年代本田公司开始研究开发电动汽车 1996年本田推出“PLUS”纯电动汽车 1997年本田的“PLUS”被推向了美国 1997年12月丰田公司推出第一款批量生产的混合动力轿车普锐斯
电动汽车文献综述
毕业设计（论文）文献综述 毕业设计（论文）题目电动汽车充电对配电系统的影响文献综述题目电动汽车充电对电网负荷的影响学院自动化学院 专业电气工程与自动化专业 姓名 班级 学号 指导教师
一、前言 随着时代的发展，汽车的普及，石油的消耗也日益增加，作为不可再生的石油资源，总有枯竭的一天，而且汽车尾气的排放对环境有很大的污染，所以利用电能替代石油，实现汽车尾气的零排放，将是未来汽车行业的发展趋势。截至2015年一月，从公开信息显示，目前杭州已经建成了70座充换电站、620个充电桩，其中杭州主城区投入运营的充换电站有27个。在杭州市区里，一辆新能源车要找到最近的充电站，只要开4.5公里。 2015年9月，关于充电桩的好消息频频传出，如国务院常务会议上提出加快电动汽车充电基础设施、电动汽车充电接口国家标准修订稿通过审查，以及国务院办公厅日前发布《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》，到2020年，我国将基本建成适度超前、车桩相随、智能高效的充电基础设施体系，满足超过500万辆电动汽车的充电需求。尤为引人关注的是，北京通信展举行期间，国务院副总理马凯称：国家准备将充电桩普及的任务交由铁塔公司负责。 国内外电动汽车在近几年的发展情况如下：经过2012和2013年的缓慢起步，全球电动汽车销量终于在2014年下半年爆发，全年销售已超过30万辆大关，中国新能源汽车品牌突飞猛进，比亚迪从2013年的第40名跃升至第七位，康迪电动车也挤进第十名。在2015年，全球电动汽车销售量达到40万辆左右。 随着电动汽车规模化应用,电网原有装机和线路容量是否能应对新增充电负荷需求,即在不扩大规模的情况下,如何提高原有电网利用率,增加容纳能力,同时最大限度降低充电负荷对电网的负面影响,在分析充电负荷特性基础上,针对电动汽车充电对电网各方面的影响,提出相应对策,将对电动汽车产业化进程具有重要的研究意义。 二、主题 由于电动汽车使用一般不受季节变化的影响,并且其变化周期是以天为周期,因此采用典型电网日负荷曲线来分析电动汽车充电站大量接入对电网日负荷曲线的影响电网24小时负荷分布中，每天中有两个负荷局峰,分别是上午十点左右和夜间二十点左右。 我国电动汽车起步较发达国家晚,但研究发展快。各汽车生产商进入研发电动汽车的行列,已经在促进电动汽车各方面技术发展方面取得有益的成见。由于配套设施等主要原因,家用电动汽车并没有广泛的推广开来，现有的电动汽车充电站主要对电动公交车和工程车辆进行充电。同时针对电动汽车充电站运行和电动汽车充电对配电
1 《电动汽车无线充电系统 第1部分 通用要求》 编制说明
广东省地方标准 电动汽车无线充电系统第1部分通用 要求 Electric vehicle wireless power transfer system Part1:General requirements （征求意见稿） 编制说明 2015年10月
一、任务来源 本标准由广东省质量技术监督局于2015年7月14日批准立项（粤质监标函〔2015〕402号），立项名称为《电动汽车无线充电系统第1部分：通用要求》，由中兴通讯股份有限公司、深圳市标准技术研究院、深圳奥特迅电力设备股份有限公司、比亚迪汽车工业有限公司、广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院、广州能源检测研究院、深圳市科陆电子科技股份有限公司、深圳市佳华利道新技术开发有限公司、广东省中山市质量技术监督标准与编码所、华南理工大学、普天新能源（北京）联合起草。 本标准由广东省电动汽车标准化技术委员会提出并归口。 二、编制背景、目的和意义 我国处于电动汽车无线充电技术研究、产品开发、应用推广3个方面的国际领先地位，但标准化落后，有必要尽快实现“有标准可依”。我国已经进行电动汽车传导式充电和换电的标准化工作，无线充电作为向电动汽车提供能量的第三种方式，其标准化工作在还没有开展，这与我国的技术和产业领先地位不匹配。 电动汽车无线充电应用具有特殊优势，标准化是其推广发展的前提条件。无线充电系统可用于电动汽车在车库、停车场、充电站等场所的无人值守自动充电，大幅提升土地使用效率，构建电动汽车充电公共服务设施建设和运营的新模式，加速实施我国新能源汽车发展战略。 对于已经投身于汽车无线充电系统开发和应用的车企、设备商、电力企业、运营企业、用户来说，无标准可依的状态阻碍了无线充电技术在电动汽车领域的应用推广。 本标准的编写有助于创新型城市在标准创新层面有所成就。助力相关产业规模化发展、产业集群协同进步，创造更好的经济效益。 本标准规定了电动汽车无线充电系统的总体要求，并规定了标准体系架构。 三、编制思路和原则 （一）编制思路
电动汽车电能补充技术
电动汽车电能补充技术 雅新 （物流121班 31312107） 摘要：本文主要摘录了目前市面上已经在使用的各大汽车公司的先进的电动汽车的充电技术，包括福特、沃尔沃等世界知名品牌。 关键词：电动汽车，能源补充 引言： 目前我国电动汽车研究已取得阶段性成果，电动汽车是一种非常理想的中速和短途的日常公共交通工具，电动汽车的应用有效地解决了能源和环境两大难题，因此，在我国有着得天独厚的发展条件和广阔的应用前景。根据欧美和日本等先进国家的经验，在进行电动汽车的开发和制造的同时，必须研究开发电动汽车与之相适应的公共充电站和进行电动汽车示工程建设，为电动汽车的推广使用积累经验。为了作好这项工作，就必须进行电动汽车充电机（站）及其充电管理系统的研究与开发。随着电动汽车研究的深入，对于电动汽车用电池充电机（站）有了一定的需求，在电动汽车大围推广应用后，存在着对电池包中电池模块充电的技术要求，因为很大程度上影响电动汽车的运行质量是电池使用寿命过低、电池容量充不足等诸多问题造成，而这些问题与使用中电池安装配置和充电方法的选择即电池组与充电机的匹配、电池包中电池模块间性能一致性差异太大、运行和充电过程中电池的管理都有密切关系，故电动汽车蓄电池充电机（站）就必须达到一定的标准、规模和技术管理，而且同时还要考虑到充电机（站）对电网的影响，所以研究大规模电动汽车充电技术就具有极其重要意义。本文着重探讨目前先进的电动汽车电能补充技术。 1.福特新款便利性充电技术 福特新款福克斯电动车为用户提供创新型家用充电装置，具有多重优点，给
用户带来方便简捷的操作体验。该装置由福特与北美电气设备生产商Leviton公司共同研发。该充电设备安装简便，由于采用新颖设计与新型安装固定托架，无须采用工具便可实现更换或升级改进，使得插头拔插操作异常简单。新型充电装置其他优点包括业领先的价格优势、十年硬件维修保障服务以及美国国加工质量。福特为新款福克斯电动车采用顾客向导型技术，其中家用充电装置将为用户带来显著便利。该装置由福特与北美行业领先的电气设备生产商Leviton公司共同研发，能够赋予用户多方面的便利与益处。 新型家用充电装置主要优点之一在于采用了非固定式安装模式。该装置以插入240伏特接口的途径取代直接使用硬接线连接断电盒的方式。这种非固定式安装方法使得插头拔插操作异常简单，无须采用工具便可实现更换或升级改进。福特车辆电气化与基础设施部门经理Mike Tinskey表示：“我们提供业领先的充电装置，不仅为客户提供优越性能，并且具有巨大的灵活性。而这只是福特为了使福克斯电动车成为用户手中操作简便的解决方案之一。”这款装置将在美国国生产制造，其外罩60%构造均来自于用户再循环材料。另外，该装置与未来福特所有插电式车辆接口兼容。除了具有美观的外表，该装置还具有高功率的特点，有利于实现快速充电，以提高在同类产品中的竞争力。 2.沃尔沃汽车开发的电动车感应充电技术
世界电动车发展现状
世界电动车发展现状 一、产能分析 电动车是目前世界上唯一能达到零排放的机动车。由于环保的要求，加之新材料和新技术的发展，电动车进入了发展高-潮。电动汽车作为绿色交通工具，将在21世纪给人类社会带来巨大的变化。顺应当前国际科技发展的大趋势，将电动汽车作为中国进入21世纪汽 车工业的切人点，不仅是实现中国汽车工业技术跨越式发展的战略抉择，同时也是实现中国汽车工业可持续发展的重要选择。目前我国电动车研究已取得阶段性成果，完成了概念车车身设计构想书及界面设计，电池方面正在组织开发镍氢电池、锂离子电池、锌空气电池、燃料电池，有望取得突破。电动汽车的标准体系已经编制完成，同时建立了有关电动 汽车的数据库。电动汽车项目的国际合作正在按计划进行。 二、市场需求状况 近年来在全球范围内掀起了一股电动汽车热，世界各汽车工业强国从资金和政策上积极支 持电动汽车的研制工作。国际国内市场需求巨大。就国内而言，未来潜在的市场很诱人。2017年北京奥运会组委会已宣布，将投入20亿元左右确保奥运会期间接送运动员所使用的汽车，奥运场地使用的特种车辆和部分公交车辆采用电动汽车，使北京成为中国使用电动汽车的示范城市。杭州已决定投入一些电动公交车试运行;2017年的上海世博会同样会 有上千辆电动汽车投入运行。 三、主要产品分析 目前电动汽车分为三种：纯电动汽车、燃料电池电动汽车和混合动力电动汽车。纯电动汽车（ev）正向小型化和专用化方向发展，燃料电池电动汽车（fcev）成为跨国汽车集团联 合攻关相互竞争的焦点。从经济角度看，混合动力电动汽车为当前市场推崇的原因有：（1）在石油资源没有枯竭以前，汽车发展仍将主要以燃油汽车为主，但其总量不会增加，汽车保有量的增加将主要依赖于混合动力电动汽车，混合动力电动汽车是未来10年汽车 的发展的主要方向。据比较乐观的估计，混合动力电动汽车将在2017年实现商品化。（2）混合动力电动汽车可以实现单用发动机难以达到的下一代超低油耗汽车的目标。（3）混合动力燃料电池电动汽车成熟、成为主流方向的技术方案将在未来10年内形成，燃料 电池电动汽车将在2017年实现商品化。 电动汽车的成本构成及影响电动汽车推广因素的分析 电动汽车目前成本仍高居不下，究其原因是：电动汽车目前尚处于研发阶段，样车和试运行阶段，根本无批量可言，这是与流水线生产燃油汽车所不能比拟的。同时目前各式电动 汽车能示范运行的，都是在原燃油汽车的底盘、车厢之基础上改装而成的，即将发动机、 油箱等系统全数拆下，然后装上电动机，电池等相关配套设备就形成电动汽车，而混合动 力是在原然油系统基础上加装一套电池、电气驱动系统，形成了油、电混合驱动系统。那
无线充电技术简介
无线充电技术 无线充电技术（Wireless charging technology；Wireless charge technology ）。无线充电技术，源于无线电力输送技术。无线充电，又称作感应充电、非接触式感应充电，是利用近场感应，也就是电感耦合，由供电设备（充电器）将能量传送至用电的装置，该装置使用接收到的能量对电池充电，并同时供其本身运作之用。由于充电器与用电装置之间以电感耦合传送能量，两者之间不用电线连接，因此充电器及用电的装置都可以做到无导电接点外露。[1] 概述 麻省理工学院的研究团队在2007年6月7日美国《科学》杂志的网站上发表了他们的研究成果。研究小组把共振运用到电磁波的传输上而成功“抓住”了电磁波。他们利用铜制线圈作为电磁共振器，一团线圈附在传送电力方，另一团在接受电力方。当传送方送出某特定频率的电磁波后，经过电磁场扩散到接受方，电力就实现了无线传导。这项被他们称为“无线电力”的技术经过多次试验，已经能成功为一个两米外的60瓦灯泡供电。这项技术的最远输电距离还只能达到2.7米，
但研究者相信，电源已经可以在这范围内为电池充电。而且只需要安装一个电源，就可以为整个屋里的电器供电。 共振原理 麻省理工学院的科研组不是第一个提出无线能量转换的组织。科学家早在19世纪就发现了电磁转换现象，从理论上说，电力可转化为通过无形的介质传播的电磁波，实现电力的无线输送。但是电磁波向四面八方辐射，能量大量散失，因此“无线输电”的研究始终进展不大，19世纪的物理学家和工程师尼古拉·特斯拉进行了远程无线能量转换系统实验，但是当他的财力用尽后，这项最有野心的尝试(29米高的瓦登克莱弗塔)宣告失败。其他尝试包括激光等定向能量转换机制。然而，它们与麻省理工学院的工作不同，这些都需要连续的可视线路，这对住宅周围的电力设施不好。 无线充电技术给两个手机无线充电[2] 研究组成员，助理教授马林·索亚克教授和他的科研组正在改进这个设备。“这是一项还未得到发展的系统，它证明能量转换行得通。但
电动汽车充电对电网影响的综述 谢文
电动汽车充电对电网影响的综述谢文 发表时间：2018-10-17T10:03:48.963Z 来源：《电力设备》2018年第16期作者：谢文 [导读] 摘要：随着越来越多的电动汽车接入电网，电动汽车充电将对输电网和配电网的调度运行产生重大挑战。 （国网江西省电力有限公司赣州供电分公司江西赣州 341000） 摘要：随着越来越多的电动汽车接入电网，电动汽车充电将对输电网和配电网的调度运行产生重大挑战。综述了电动汽车充电负荷建模、影响评估方法、电动汽车参与配电网层面和输电网层面优化调度的研究现状，包括分布式充电方法、电动汽车与微电网的相关研究、电动汽车和风电协同调度研究等。结论表明：若能通过分布式优化调度算法有效地处理电动汽车在电网上充电或放电的问题，就有希望将电动汽车充电带来的挑战转化为机遇，实现电网更理想的削峰填谷和促进电网对风能、太阳能等新能源的消纳。 关键词：电动汽车；充电；输电网；影响 引言 在国家政策推动下，我国电动汽车产业正在蓬勃地发展。根据工业和信息部预计，2030年全国电动汽车充电功率最多将占全国装机容量的25%。电动汽车要从电网上充电，是随机用电的“大用户”，反过来又具备向电网反馈电能的能力，必要时可以作为分布式储能为电网所用。因此，随着越来越多的电动汽车接入电网，将对输电网和配电网的调度运行产生重大影响。电动汽车在输配电网的调度运行中作为一种具有部分可控性的双向能量交互设备，特性复杂，值得深入研究。 1电动汽车充电影响研究 评估电动汽车充电对电网的影响是许多电网公司目前最为关心的问题，也是后续对电动汽车充放电进行优化调度的基础。 1.1充电负荷建模 1.1.1潮流分析模型 在目前绝大多数研究中，对电动汽车充电负荷采用PQ类型负荷进行建模。在对电动汽车负荷建模时考虑了充电接口逆变器的运行特性，建立了更加精细的潮流分析模型。对电压源逆变器型的电动汽车充电接口建立了稳态潮流模型，将逆变器内部等效为一个内电势和漏抗的串联，并基于此提出了基于扩展雅可比矩阵的潮流算法以求解电动汽车入网后的系统潮流方程。计算中将电动汽车充电接口内部的内电势视为PV节点，充电接口的入网点视为PQ节点，通过比较内电势和节点电压修正电动汽车注入配电网的无功功率。和常规采用PQ型负荷建模的研究思路相比，这一种建模思路考虑了充电接口内电势的电压支撑作用，所以在其他条件相同的情况下，由后者所解得的电动汽车所在节点的电压通常更高。 1.1.2不确定性分析模型 和常规负荷相比，电动汽车入网充电和离开电网的时间具有不确定性，每次充电的入网点和用电需求也具有不确定性。因此，在评估电动汽车充电影响时，有必要针对这些不确定因素进行建模，以提高评估结果的准确性和全面性。充电不确定性的建模方法主要有排队论建模和统计学建模两大类。 1.2小结 由于目前尚无电动汽车大规模应用的实例，现有研究基本上都是通过分析普通汽车的交通规律反推出电动汽车未来可能的充电负荷特性，再进行影响评估。鉴于此，本文认为在未来可从两方面进行突破：一方面是根据电动汽车的发展，调研实际中的电动汽车行为规律，得到更为真实的充电负荷模型；另一方面则是不仅要考虑充电对配电网的影响，还要研究它对输配电网全局系统的影响，从而获得更为准确的结果。 2电动汽车在配电网中的优化调度研究 在进行充电评估研究的同时，有研究者开始考虑如何优化电动汽车的充电甚至放电功率，以减弱其不利影响，增加电网运行效益。相关研究可以分为三个层面：市场层面，如何引导电动汽车的充电行为；策略层面，如何应对电动汽车入网充电的不确定性；算法层面，如何求解大规模电动汽车的优化充电问题。 2.1充电行为的市场引导 在配电市场尚未发展成熟的状况下，基于智能交通系统中的导航功能对电动汽车充电行为进行引导。和传统智能导航不同，研究者提出在导航中加入电网运行安全约束，并将之与交通网络约束(拥堵状况等)一同换算为某种和车主利益相关的指标(如充电等待时间等)来引导汽车充电行为。如果配电市场逐渐普及，那么可以通过(节点)电价引导电动汽车充电行为，使其不仅满足车主自身需要，同时也对电网有利。这方面的研究可以分为两个阶段：在早期研究中，电动汽车单纯作为市场价格的接受者；在最近的研究中逐渐开始考虑电动汽车充电行为对电价的影响。 2.2滚动充电优化策略 如前所述，电动汽车入网和离网时间、地点、充电需求等因素均具有不确定性。在日前调度中，常需要采用随机优化等方法考虑这些不确定因素的影响。但是，对于已经入网的电动汽车，其入网时间、地点、充电需求通常也容易由电网获知，在满足驾驶的能量需求的前提下，电动汽车具有了相对良好的可控性。根据这一特点，可以采用滚动优化的方式调度管理电动汽车的实时充电功率。该类方法的总体思路为：在每个时刻获取入网电动汽车的最新状态并进行前瞻式优化，将下一时刻充电优化结果下发给每辆入网汽车。可见，这一策略将电动汽车入网不确定性降到了最小，应用起来也相对简单容易，因而在近年来得到了研究者的关注。 2.3分布式充电优化算法 分布式充电优化方法可以分为两大类：一类是博弈论的方法，在这一类方法中，将各辆参与优化的电动汽车看作单独的博弈者，通过设计合适的激励价格，使各个博弈者的充电策略达到纳什均衡；另一类是基于数学规划中的分布式算法，将原先的集中充电优化问题通过数学变换分解为若干个可分布式并行求解的单车充电优化子问题。总体而言，分布式的电动汽车单向充电优化问题目前已经得到了较好的解决，但是对电动汽车双向充放电优化问题，由于模型中存在非凸的互补约束，现有基于凸优化理论的分布式算法的收敛性和最优性受到挑战，需要进行深入研究。 3电动汽车参与输电网的优化调度研究 电动汽车大规模接入电网不仅对配电网造成影响，同时也对输电网造成影响。如果电动汽车充放电行为得到有效调控，那么它们可作
电子设计大赛无线充电电动车的设计报告
本篇论文为电子设计大赛以IAP15F2K61S2单片机为控制芯片的无线充电电动车控制系统的设计，内容和格式可以作为比赛或者课程设计论文的参考，本文为原创，仅供参考请勿抄袭。 《设计报告》 摘要：本文是以IAP15F2K61S2单片机为控制芯片的无线充电电动车控制系统的设计，整个系统包含CPU模块、无线发射器模块、无线接收器模块、电机驱动模块、电源等模块，并运用超级电容作为储能原件进行设计。本系统采用ATMEL公司的51系列单片机和TI公司TPS63020芯片、LM2596稳压芯片等元件完成无线充电电动车的控制设计要求。TI公司的TPS63020芯片来进行DC-DC变换可以有效的进行直流电源的电压转换。 关键字：IAP15F2K61S2单片机、无线充电、TPS63020、超级电容。
1.方案选择与论证 (3) 1.1主控制器方案与选择 (3) 1.2电动车部分稳压模块的方案与选择 (3) 2.理论分析与计算系统相关参数设计 (3) 2.1无线充电装置分析与计算 (3) 3.电路与程序设计 (5) 3.1电路设计 (5) 4.测试方案与测试结果 (6) 4.1方案与结果 (6) 4.2测试结果分析: (7) 5.总结 (7) 6.参考文献 (8)
1.方案选择与论证 1.1主控制器方案与选择 方案一：采用可编程逻辑器件CPLD 作为控制器。CPLD 可以实现各种复杂的逻辑功能，易于进行功能扩展。采用并行的输入输出方式，提高了系统的处理速度，适合作为大规模实时系统的控制核心。 方案二：采用IAP15F2K61S2单片机进行控制。IAP15F2K61S2结构简单，接线方便，片内大容量2048字节的SRAM ，运行快速、稳定，可在电磁干扰情况下工作。IAP15F2K61S2单片机编程方便，还可以在线编程、下载、调试。 综合考虑：选择方案二。IAP15F2K61S2单片机编程更方便合适。 1.2电动车部分稳压模块的方案与选择 方案一：采用XL4061E1稳压模块。XL4061E1为降压模块，并非升压模块，体积大，并且需要保持输入电压与输出电压差值在2V 以上。 方案二：采用TPS63020升降压转换器。TPS63020升降压转换器是德州仪器(TI)公司宣布推出业界最小型、最高性能的 4 A 开关升降压转换器，效率高达 96%。 综合考虑：采用方案二。经过对比分析，采用TI 公司的TPS63020升降压转换器，体积小，质量轻，性能好，效率高，可以更好的进行电压转换。 2.理论分析与计算 系统相关参数设计 2.1无线充电装置分析与计算 接收器与发射器简化等效电路如右图所示 上面左式中:α1，α2分别代表发射、接收线圈的简正模，τ 1、τ 2 ，τ L 分别表示发射、接受线圈以及负载的衰减指数，k 12= k 21 = k 表示发射接受两个线 圈之间的耦合系数，w 1 ，w 2 分别表示发射、接受线圈的固有的谐振频率，s 表 示驱动电压源的驱动项。