无线充电技术要点 WPT
无线电能传输技术发展与应用综述
无线电能传输技术发展与应用综述摘要：无线电能传输（WirelessPowerTransfer,WPT）技术将电力电子技术和控制理论与技术等相结合，通过磁场、电场、激光、微波[等载体实现电能的无线传输，目前常见的无线充电方式主要是采用磁耦合无线电能传输技术。
与磁耦合无线电能传输技术相比，电场耦合式无线电能传输技术具有以下优点：耦合机构成本低、重量轻、形状易变；耦合机构周围磁场干扰较低；可以跨越金属障碍传能；在耦合机构之间或周围的金属导体上引起的涡流损耗很小。
因此，研究EC-WPT技术可以进一步推进WPT技术的发展和应用。
目前国内外学者围绕EC-WPT技术的多个方面展开了研究，并取得了丰富的成果。
基于此以下对无线电能传输技术发展与应用综述进行了探讨以供参考。
关键词：无线电能传输; 研究动态; 应用场景展望引言无线电能传输技术是一种不依靠导线的电能传输技术，通过电场和磁场将电能从电源端传递至用电负载端。
传统输电方式常以电线或电缆为媒介进行电能输送，存在线路老化、传输损耗、维护困难等诸多问题。
而ＷＰＴ技术摆脱了导线的束缚，以安全可靠、方便灵活、绿色环保等独特优势吸引了国内外大量专家学者的研究，得到了迅速发展，目前已经广泛应用于医疗电子、工业机器人、电动汽车领域，并且在水下机器人领域有巨大的发展前景1无线电能传输技术概述1.1 分段式耦合机构1.1.1 在DWPT系统中，为了降低系统待机损耗与电磁辐射，发射端通常采用分段式耦合机构。
然而，分段式发射结构给DWPT系统引入了新问题：相邻段发射极板间距离较近时，发射端口间的耦合会影响系统谐振，相反，极板间距较远时，系统过分段时输出电压将跌落。
1.1.2 在接收端位置以及负载电阻发生变化时，系统增益如何保持一致。
针对不同负载和位置条件下系统增益一致性问题，研究人员已针对MC-WPT系统提出了许多解决方案，通过补偿网络和耦合机构设计实现动态恒压输出。
MC-WPT系统以磁场为传能媒介，要实现输出恒压，需满足不同工况下各分段线圈附近的空间磁场均匀分布，即拾取端位置、负载电阻变化时发射线圈电流恒定。
电动汽车无线电能传输(wpt)的效率评估方案
电动汽车无线电能传输(wpt)的效率评估方案1. 电动汽车无线电能传输的概念和发展电动汽车无线电能传输（Wireless Power Transfer, WPT）是通过电磁感应将电能无线传输到电动汽车的一种新型充电技术。
传统的有线充电方式存在效率低、使用不便等问题，而WPT技术能够实现无触点、无线束充电，极大地提升了充电的便利性和安全性。
随着电动汽车产业的快速发展，WPT技术也受到了越来越多的关注和研究。
2. WPT技术的发展现状目前，WPT技术在实际应用中还存在着一些挑战，其中之一就是效率问题。
传统的有线充电方式中，充电效率能够达到90%以上，而WPT技术的效率却通常较低，这成为了制约其商业应用的瓶颈之一。
评估WPT技术的效率成为了业界关注的焦点。
3. WPT效率评估的重要性评估WPT技术的效率对于其商业应用至关重要。
高效率的WPT技术能够减少能源损耗、提升充电速度，同时也能够降低使用成本，提高用户体验，进一步推动电动汽车产业的发展。
如何评估WPT技术的效率成为了当前研究的热点之一。
4. WPT效率评估的方法在评估WPT技术的效率时，可以从以下几个方面进行全面的评估： - 传输效率：即从电源到电动汽车电池的整个能量传输过程中的能量损耗情况。
- 线圈匹配效率：即发射线圈与接收线圈之间的匹配程度，影响能量传输的稳定性和损耗情况。
- 环境适应能力：即在不同距离、位置、环境条件下的能量传输效率和稳定性。
- 安全性评估：即在能量传输过程中的电磁辐射、热量产生等对人身和车辆的安全影响。
5. 个人观点和理解作为文章写手，我认为WPT技术的效率评估至关重要。
通过全面评估WPT技术的效率，可以发现其中存在的问题和改进的空间，进一步推动其商业应用和发展。
高效率的WPT技术也将极大地提升电动汽车的用户体验，推动整个行业的可持续发展。
6. 总结与展望评估WPT技术的效率是电动汽车无线电能传输技术发展过程中的关键环节。
电动汽车无线充电系统 快速充电要求
电动汽车无线充电系统快速充电技术规范1范围本标准规定了电动汽车无线充电系统的电能传输要求、接口要求、安全要求。
本标准适用于交流输入标称电压最大值为1000 V，直流标称电压最大值为1500 V的静态磁耦合电动汽车无线充电快速充电设备。
2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 156 标准电压GB 4208 外壳防护等级(IP代码)GB 4943.1 信息技术设备 安全 第1部分：通用要求GB/T 7251.7 低压成套开关设备和控制设备 第7部分：特定应用的成套设备--如码头、露营地、市集广场、电动车辆充电站GB 16895.3 建筑物电气装置 第5-54部分:电气设备的选择和安装 接地配置、保护导体和保护联结导体GB 16895.21 低压电气装置 第4-41部分: 安全防护 电击防护GB-T 27930电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议ICNIRP 2010 限制时变电场和磁场曝露的导则（1Hz—100kHz）（For limiting exposure to time-varying electric and magnetic fields（1Hz—100kHz））T/CSAE XXXX-XXXX 电动汽车无线充电系统慢速充电技术规范3术语、定义3.1术语和定义3.1.1原边设备 primary device能量的发射端，产生交变磁场与副边设备耦合的设备，包括封装和保护材料。
3.1.2副边设备 secondary device能量的接收端，安装在电动汽车上与原边设备发生耦合的设备，包括封装和保护材料。
3.1.3无线电能传输 Wireless Power Transfer (WPT)调整具有标准电压和频率的交流电源的电流，将电能以交变磁场的方式从原边设备传输至副边设备。
无线充电技术介绍ppt课件
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无线充电技术发展 ❖ 现在各个领域无线充电技术产品全面发展!!!
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无线充电技术发展
❖ 依据研究机构iSuppli的调查，全球无线充电装置市场规模2010年为1.2亿美元 ，2011年成长达到8.9亿美元，2015年可达到237亿美元。无线充电装置未来 受到消费类电子产品、可携式装置、电动车的应用而大幅成长。
生活中人们难免被各种“理不清剪还乱” 的电源线、数据线所困扰！！！
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你 能 想 象 以 后 摆 脱 线 缆 无 线 生 活 吗 ？ ？ ？
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无线充电技术发展
❖ 迈克尔.法拉第
迈克尔·法拉第（Michael Faraday， 1791年9月22日～1867年8月25日） 英国物理学家、化学家，也是著名的 自学成才的科学家。生于萨里郡纽因 顿一个贫苦铁匠家庭，仅上过小学。 1831年，他作出了关于电力场的关 键性突破，永远改变了人类文明。迈 克尔·法拉第是英国著名化学家戴维 的学生和助手，他的发现奠定了电磁 学的基础，是麦克思韦的先导。 1831年10月17日，法拉第首次发现 电磁感应现象，在电磁学方面做出了 伟大贡献。
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无线充电技术发展
❖ 尼古拉.特斯拉
尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla，1856 年－1943年），塞尔维亚裔美籍发 明家、机械工程师和电力工程是。因 主持设计了现代广泛应用的交流电力 系统而最为人知。19世纪末，20世 纪初，他对电力学和磁力学做出了杰 出贡献。他的专利和理论工作依据现 代交变电流电力系统，包括多相电力 分配系统和交流电发电机，带起了第 二次工业革命。1882年，他继爱迪 生发明直流电（DC）后不久，发明 了“高频率”（15,000赫兹）交流发 电机（于1891年获得专利），并创 立了多项电力传输技术。
无线供电技术的分类
无线供电技术的分类英文回答：Wireless power transmission (WPT) refers to the transmission of electrical energy from a power source to an electrical load without the use of physical wires or conductors. WPT is a subset of wireless energy transfer, which includes non-radiative and radiative methods of energy transfer.There are several different types of WPT technologies, each with its own strengths and weaknesses. The most common types of WPT include:Inductive coupling: This type of WPT uses magnetic fields to transfer energy between two coils. The coils are typically in close proximity to each other, and the energy transfer is efficient over short distances. Inductive coupling is used in a variety of applications, such as electric toothbrushes, wireless charging pads, andimplanted medical devices.Resonant inductive coupling: This type of WPT uses magnetic fields to transfer energy between two coils that are tuned to the same resonant frequency. This allows for energy transfer over longer distances than inductive coupling, but the coils must be carefully aligned to achieve resonance. Resonant inductive coupling is used in a variety of applications, such as wireless power transmission to electric vehicles.Capacitive coupling: This type of WPT uses electric fields to transfer energy between two electrodes. The electrodes are typically in close proximity to each other, and the energy transfer is efficient over short distances. Capacitive coupling is used in a variety of applications, such as wireless charging pads and implanted medical devices.Microwave power transmission: This type of WPT uses microwaves to transfer energy between two antennas. The antennas are typically far apart, and the energy transferis efficient over long distances. Microwave power transmission is used in a variety of applications, such as powering satellites and drones.The choice of WPT technology for a particular application depends on a number of factors, including the distance over which the energy must be transferred, the efficiency of the energy transfer, and the cost of the system.中文回答：无线供电技术是指在不使用物理电线或导体的情况下，将电能从电源输送到电气负载的传输技术。
一文读懂无线充电技术的设计要点
一文读懂无线充电技术的设计要点电感无线功率传输越来越普遍。
最近，许多移动电话制造商宣布其新手机将支持无线充电功能。
其中多数制造商使用基于电感功率传输的无线充电技术。
此技术也可用于其他便携设备。
为了简化无线充电系统设计，创立了无线充电联盟(WPC)并提出了低功率标准。
本文将介绍无线功率传输的基本理论并概述WPC的“Qi”标准。
最后，将引入可与Qi 标准兼容的低成本分立式无线充电器解决方案。
基本理论基于电感功率的无线功率传输的基本理论非常简单。
众所周知，交变电场将产生磁场，而交变磁场也将产生电场。
在发射器上，直流电已转换为交流电，并且产生交变电场。
在接收器上，线圈获取交变磁场的电源，并将交流电转换为直流电用于输出负载。
发射器线圈和接收器线圈是分开的，具有大漏电感和小耦合因数，因此传输效率极低。
要提高传输效率，必须采用补偿电路。
常见方法是在发射器端和接收器端同时放置补偿电容，与发射器线圈和接收器线圈形成谐振电路以改进功率传输。
图1显示两个补偿电路方法的拓扑。
通常，电容放在传输端与发射器线圈形成串联谐振电路，而在接收器端有两种具有不同拓扑的结构类型。
一种是与接收器线圈形成串联谐振电路的电容，另一种是与接收器线圈形成并联谐振电路的电容。
电压传递函数如下所示，Cp和Lp是发射器端发射器线圈的串联电容值和电感值，而Cs和Ls是接收器端接收器线圈的串联或并联电容值及其串联电感值。
M是互感。
ω0 是谐振频率。
ωn是标准化工作频率。
n是两个线圈电感的比率。
Q是品质因数。
K是耦合因数。
α是发射器串联电容和接收器电容的比率。
R是输出负载。
等式2中未考虑线圈的串联电阻。
如果更改电路模型，如图2，将改变串联谐振电路的电压传递函数，如下所示。
浅析软磁屏蔽材料在无线充电中的作用
浅析软磁屏蔽材料在无线充电中的作用
无线充电在手机已经有普及的趋势，三星和苹果已经形成标配了，在穿戴领域也有很多产品，未来在家里、办公室、公共场所、出行工具、交通都会有无线充电的普及，未来还会有电动汽车的普及。
一、无线能量传输（WPT）：智能手机、智能穿戴（小功率）
无线充电的结构类似于变压器，由发射端和接收端构成，发射端和接收端都是由线圈和磁性材料构成，磁性材料有不同的选择，有铁氧体、非晶、纳米晶等。
二、软磁屏蔽材料在无线充电中的作用
隔磁屏蔽：为磁通量提供一条低阻抗通路，降低向外散发的磁力线，减少对周围金属物体的影响，防止产生涡流和信号干扰。
导磁降阻：提高耦合系数，提升磁电转换效率，使用更少的匝数来实现更高电感的线圈，降低线圈电阻，减少发热带来的效率降低（匝数越多，电阻越高）。
无线充电技术在电动车行业的前景分析
无线充电技术在电动车行业的前景分析随着科技的不断进步和人们对环境保护的需求增加，电动车在近年来迅速发展。
然而，电动车在充电过程中普遍存在的线缆连接问题，对用户来说仍然是一个不便之处。
为了解决这个问题，无线充电技术应运而生。
本文将对无线充电技术在电动车行业中的前景进行分析。
一、无线充电技术的简介无线充电技术，简称WPT（Wireless Power Transfer），是一种通过电磁感应或共振耦合的方式，实现电能传输的新兴技术。
与传统的有线充电方式相比，无线充电技术可以在不使用充电线缆的情况下进行充电，为电动车的充电过程提供了极大的便利。
二、无线充电技术在电动车行业的优势1. 便捷性：无线充电技术消除了传统充电过程中使用充电线缆的麻烦，只需将电动车停靠在充电基站上即可开始充电。
用户无需手动连接线缆，省去了插拔的麻烦，提供了更方便的充电体验。
2. 安全性：传统的有线充电方式存在线缆老化、破损等安全隐患，而无线充电技术则避免了这些问题。
由于无线充电是基于电磁感应实现的，没有实质性的物理接触，相比有线充电更加安全可靠。
3. 高效性：无线充电技术可以实现高效率的能量传输。
通过利用共振耦合等技术，无线充电将电能传输效率提高到80%以上，大大减少能量损失。
这使得电动车在充电过程中能够更快速地获取能量，缩短了充电时间。
4. 美观性：无线充电技术不需要使用充电线缆，使得电动车的外观更加简洁美观。
用户不再需要考虑线缆的收纳和处理问题，提升了电动车的整体视觉效果。
三、无线充电技术在电动车行业中的应用现状目前，无线充电技术在电动车行业的应用正在逐渐扩大。
一些汽车制造商已经开始在他们的电动车型中引入无线充电技术，并在一些城市建设了无线充电基站，以便电动车主能够方便地进行无线充电。
然而，无线充电技术在电动车行业中的应用仍然面临一些挑战。
首先，无线充电技术的设备成本目前还比较高，限制了其在大规模应用中的推广。
其次，由于无线充电涉及到电磁辐射等安全问题，相关标准和规范的制定仍然需要时间。
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1 0.8 Efficiency 0.6 0.4 0.2 0 0 10 k=0.23 k=0.05 k=0.01
Fig. 4. Model of WPT with the simplified secondary side.
10 10 10 Secondary voltage v2 (V)
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Fig. 1. Proposed transmitting side (DC bus system).
I. I NTRODUCTION Wireless power transfer (WPT) via magnetic resonant coupling was invented in 2007 by MIT [1]. That gave an enormous impact to the world and the technology is being researched all over the world nowadays. WPT technology has huge potential to be applied to many kinds of fields such as transportation, home appliances [2], medical appliances [3] and so on. Especially among them, the application to electric vehicles (EVs) is one of the hottest topics in WPT society [4], [5]. That is because WPT is able to solve the problems that EVs potentially has such as its short cruising range, long charging process. Therefore, static wireless power transfer for EVs (wireless charging when EVs are not in motion) has been researched from many kinds of point of view: coil structure [6], circuit configuration [7], the control method of power converter [8]. Furthermore, dynamic wireless power transfer (DWPT) (wireless charging while EVs are in motion) has been attracting more attention in recent years. With DWPT, EVs would be able to obtain longer cruising distance because they can travel while receiving power from infrastructure. Moreover, they do not need to carry a large amount of heavy and bulky batteries, which leads to the reduction of the EVs’ cost. In order to propagate DWPT as a substitute for normal charging, it has to be simple and easy to install. On the other hand, the secondary side can be complex and should optimize power transmitting characteristic. For instance, transmitting efficiency can be optimized by adjusting the secondary voltage to optimal voltage with power converters such as DC-DC converters [9], [10]. However, these control methods use the information of the coupling coefficient which changes constantly and is not directly measurable. In the paper [11], a method to estimate coupling coefficient and real-time maximum efficiency control were introduced. Yet, the secondary voltage which has maximum efficiency was not tracked well enough because the control of DC-DC converter was just based on static feed forward control. In this paper, an structure of DWPT system optimized for the transmitting efficiency is introduced. Moreover, a simple method of coupling coefficient estimation and a control method of a DC-DC converter based on dynamic feedback control which has better characteristics of tracking the maximum efficiency point than the previous research are proposed. In section II, the proposed DWPT system structure is introduced. In section III, the basic ideas to track maximum efficiency and to estimate coupling coefficient between a transmitter and a receiver are explained. Furthermore, the modeling and the control method of a DC-DC converter for DWPT system are introduced in section IV. Lastly, the simulation results and the experimental results using experimental setup which simulates DWPT for EVs are provided in section V.
IECON2015-Yokohama November 9-12, 2015
Real-time Coupling Coefficient Estimation ol on Dynamic Wireless Power Transfer Using Secondary DC-DC Converter
Daita Kobayashi∗ , Takehiro Imura∗∗ , Yoichi Hori∗∗∗
The University of Tokyo 5-1-5, Kashiwanoha, Kashiwa, Chiba, 277-8561, Japan Phone: +81-4-7136-3881 Email: kobayashi14@hflab.k.u-tokyo.ac.jp∗ , imura@hori.k.u-tokyo.ac.jp∗∗ , hori@k.u-tokyo.ac.jp∗∗∗
978-1-4799-1762-4/15/$31.00 ©2015 IEEE
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Fig. 2. Proposed receiving side.
Abstract—Transmitting efficiency is able to be controlled by changing the input impedance on the receiving side using a DC-DC converter for static wireless power transfer system. However, the control method has never been applied for dynamic wireless power transfer system where coupling coefficient changes drastically. The information of coupling coefficient is needed constantly to achieve the control. Moreover, the considerations about dynamics of the transmitting circuit and coupling coefficient are necessary in dynamic wireless power transfer system. In this paper, a simple method of coupling coefficient estimation with RLS (Recursive least squares) filter and maximum efficiency control using a PID feedback controller are proposed. The simulation and experimental results of dynamic maximum efficiency control are provided and indicating the effectiveness of the proposed control in a real dynamic wireless power transfer system for EVs.