电动汽车动态无线充电关键技术研究进展 任建云
电动汽车无线充电技术的研究进展_高大威
GAO Dawei, WANG Shuo, YANG Fuyuan
(State Key Laboratory of Automotive Safety and Energy, Tsinghua University, Beijing 100084, China)
1.2.2 近场区 近场区是距场源 2D2/l+l 以内的区域，包含辐射
近场区和感应近场区，其分界边界为 0.62 D3/l 。近场 工作频率范围为 10 kHz~100 MHz，可采用 Faraday 电 磁感应定律分析该类系统，由于发射与接收设备尺寸 大多小于 l /10，因此适用于集总参数法。根据耦合方 式不同，近场无线电能传输技术可分为磁场耦合式和 电场耦合式两类，而根据是否发生谐振，磁场耦合式
1.2 类别与性能特点
无线电能传输方式包含远场区传输和近场区传输 两大类，如图 3 所示。
1.2.1 远场区 远场区是距场源 2D2/l+l 以外的区域 [15]，其中 D
为发射线圈最大直径，l 为电磁波波长。在远场区，辐 射场起主导作用，电磁波可近似看作平面波，工作频 率高于 300 MHz，可以采用 Maxwell 方程来分析该类 系统，但由于天线尺寸与波长相当，因此不能采用集总 参数方式分析工作过程，根据其原理不同，远场区无 线电能传输技术可分为微波式和激光式。
电动汽车无线充电技术属于无线电能传输技术的 一种，在技术需求方面具有以下特殊性：
1）功率等级：几千瓦到几十千瓦，且充电时间较短， 因此要求充电系统容量较大。
2）充电间距：垂直方向 15~45 cm [11]，水平方向偏 移量应大于 15 cm，倾斜方向应保证侧倾角裕度达到 15°。
电动汽车动态无线充电关键技术研究进展_朱春波
整的问 题，在 此 基 础 上 建 立 了 系 统 的 能 量 流 动 模 型 。 ［１３］ 文献［１４］提 出 了 一 种 基 于 能 量 传 输 通 道 的 非法负载检测方法，通 过 对 负 载 以 给 定 的 频 率 进 行 通断调制和原边解调判断其负载的合法性。此外文 献 ［１５］提 出 了 针 对 分 段 式 供 电 导 轨 系 统 的 非 线 性 规 划数学模型，对分段 导 轨 长 度 及 导 轨 快 速 切 换 等 问 题进行分析，得 到 较 优 的 规 划 与 控 制 结 果。 中 科 院 电工所通过电路和有限元仿真分析了电动汽车无线 充电系统在车体内及充电装置周围产生的电磁场， 提出在发 射 装 置 外 沿 加 装 水 平 屏 蔽 带 的 磁 屏 蔽 方 法 。 ［１６］ 西南交 通 大 学 提 出 了 一 种 基 于 多 逆 变 器 并 联的无线电能传输 系 统，利 用 改 变 逆 变 器 输 出 电 压 脉宽与移相角控制 方 法 对 逆 变 器 进 行 控 制，有 效 地 消除初级线圈电流的３次谐波 。 ［１７］
ＫＡＩＳＴ 将采用 动 态 无 线 充 电 技 术 的 电 动 车 称 为在线 电 动 车 （ＯＬＥＶ）。２０１３ 年 位 于 龟 尾 市 的 两 条 ＯＬＥＶ 电 动 公 交 线 路 投 入 运 行，线 路 总 长 为 ２４ｋｍ，如附录 Ａ 图 Ａ２所示，传输功率为 １００ｋＷ， 效率为８５％ 。 ［２］
微型电动汽车动态无线充电技术的研究
第41卷第2期辽宁工业大学学报(自然科学版)V ol.41, No.2 2021年4 月Journal of Liaoning University of Technology(Natural Science Edition)Apr. 2021收稿日期：2020-08-11基金项目：福建省中青年教师教育科研项目(JZ181027)作者简介：邱兴阳(1981-)，男，福建仙游人，讲师，硕士。
DOI:10.15916/j.issn1674-3261.2021.02.007微型电动汽车动态无线充电技术的研究邱兴阳，梁锋林，郑维清，郑德山（湄洲湾职业技术学院自动化工程系，福建莆田351119）摘 要：研究了基于无线充电技术的微型电动汽车动态充电系统。
当微型电动汽车需要充电时经无线充电模块发出充电请求信号，信号经充电控制器采集并通过ZigBee模块传送至后台协同管理中心，由后台协同控制管理软件分析处理实时控制充电控制器的充电状态，完成微型电动汽车的无线充电。
相对于有线充电，无线充电更加安全和灵活，具有重要的研究意义。
关键词：电动汽车；动态；无线充电中图分类号：TN99 文献标识码：A文章编号：1674-3261(2021)02-0099-06Research on Dynamic Wireless Charging Technologyfor Micro Electric VehicleQIU Xing-yang, LIANG Feng-lin, ZHENG Wei-qing, ZHENG De-shan （Department of Automation Engineering, Meizhouwan V ocational Technology College, Putian 351119, China）Abstract:The paper studies the dynamic charging system for micro electric vehicles based on wireless charging technology. When the micro electric vehicle needs to be charged, the wireless charging module sends out a charging request signal, the signal is collected by the charging controller and transmitted to the background collaborative management center through ZigBee module, and the charging state of the real-time controller is analyzed and processed by the background collaborative control management software, so as to complete the wireless charging of the micro electric vehicle. Compared with wired charging, wireless charging is safer and more flexible, which has important research significance.Key words: electric vehicle; dynamic; wireless charging随着社会的发展和科技的进步，能源问题与环保问题显得越来越突出，发展和普及电动汽车等新能源汽车的呼吁也越来越多，电力驱动车辆成为汽车工业研究、开发和使用的热点[1]。
新能源汽车无线充电技术的研发进展
新能源汽车无线充电技术的研发进展大家好，今天我们来聊一聊新能源汽车无线充电技术的研发进展。
随着电动汽车的普及，充电技术一直是人们关注的焦点之一。
近年来，无线充电技术逐渐崭露头角，成为汽车行业的热门话题之一。
让我们一起看看这项技术的发展现状以及未来的前景。
传统充电方式存在的问题在过去，电动汽车主要依靠有线充电桩进行充电，这种方式存在一些瓶颈和不便之处。
用户需要找到充电桩进行插头充电，这在一定程度上限制了用户的灵活性和便利性。
充电插头易受天气影响，插拔次数过多可能会导致磨损。
因此，无线充电技术的出现成为了解决这些问题的一大利器。
无线充电技术的原理无线充电技术是利用电磁感应原理，通过电磁场将能量传输到电动汽车的电池中，从而实现充电的过程。
它通过具有电感和电容的感应线圈在感应区域内建立电磁场，再通过感应线圈间的电磁耦合将电能传输到电动汽车中。
这种技术不需要插头，只要将车辆停放在无线充电设备上方的感应区域内，就能实现充电，极大地提高了用户的充电体验。
现阶段的研发进展目前，无线充电技术在全球范围内得到了广泛的关注和应用。
许多汽车制造商、科研机构和技术公司都在积极投入研发，推动这项技术不断进步。
各方合作，共同解决技术难题，不断提高无线充电效率和安全性。
这种跨界合作模式为无线充电技术的发展提供了有力支持。
技术挑战与未来展望尽管无线充电技术有着诸多优势，但也面临一些挑战。
例如，充电效率、安全性、成本等方面仍需要不断改进和突破。
未来，随着技术的不断成熟和完善，相信无线充电技术能够在电动汽车领域发挥越来越重要的作用，成为一种更加便捷、高效的充电方式。
新能源汽车无线充电技术的研发进展令人鼓舞。
在不久的将来，我们有理由相信，无线充电技术将会给用户带来更便捷、更智能的充电体验，助力电动汽车产业的可持续发展。
无线充电技术作为新能源汽车的重要发展方向，将在未来取得更大突破，为电动汽车产业带来全新的发展机遇。
希望以上内容对您有所帮助，谢谢阅读！。
新能源汽车无线充电技术的研究与实践
新能源汽车无线充电技术的研究与实践近年来，随着社会对环保意识的增强和科技的飞速发展，新能源汽车作为未来交通出行的主要选择之一备受关注。
而在新能源汽车的发展中，无线充电技术的研究与实践正逐渐成为行业的热点话题。
无线充电技术的发展历程最早提出无线充电概念的可以追溯到二战时期，然而直到近年来才真正开始在汽车领域得到应用。
无线充电技术的发展经历了从理论探索到实际应用的过程，其中包括磁共振、电磁感应等技术的不断突破和创新。
无线充电技术的原理及优势通过电磁感应原理，无线充电技术可以实现车辆无需插线即可进行充电，大大降低了用户的充电负担。
与传统有线充电相比，无线充电技术避免了线缆布线的繁琐，提高了充电的便捷性和安全性，为用户带来更加智能化的使用体验。
无线充电技术还能够减轻充电基础设施的压力，促进新能源汽车的普及和发展。
无线充电技术的挑战与应对然而，无线充电技术在实际应用中仍面临诸多挑战，如能量传输的效率、充电距离限制、成本控制等问题。
针对这些挑战，科研人员们正不断开展技术研究和实践，力求提高无线充电技术的稳定性和可靠性，以满足不同用户群体的需求。
未来展望随着新能源汽车市场的持续增长和无线充电技术的不断完善，相信无线充电技术将会在新能源汽车领域发挥越来越重要的作用，为用户带来更便捷、智能化的充电体验，推动新能源汽车产业持续健康发展。
在未来的发展中，我们期待看到更多创新性的无线充电技术被引入，解决现有技术面临的挑战，推动新能源汽车行业朝着更加绿色、智能的方向迈进。
让我们共同期待新能源汽车无线充电技术的持续演进和突破，为建设清洁、智能的交通出行环境做出更大的贡献。
无线充电技术作为新能源汽车领域的重要发展方向，将在未来发挥越来越重要的作用，为用户带来更便捷、智能化的充电体验，推动新能源汽车产业的健康发展。
基于大数据的电动汽车无线充电技术的研究
基于大数据的电动汽车无线充电技术的研究摘要：基于大数据的电动汽车无线充电技术是一种新型充电技术，具有便捷、高效的优点。
通过对电动汽车无线充电系统的结构和电能传输原理的研究与分析，应用大数据技术深度挖掘智能电动汽车无线充电过程中充电功率、充电时间以及充电空间分布的潜在关联因素，可以有效降低电动汽车无线充电方式对电网稳定运行产生的负荷冲击，提高无线充电的灵活性，实现精准把控无线充电功率需求对原负荷曲线的要求。
关键词：电动汽车，无线充电，大数据，电网稳定1绪论随着改革开放的不断深化，我国社会经济迅猛发展，但带来的环境污染问题变得越来越严重，传统的燃油型汽车正面临巨大的生存挑战，随着新能源储能技术的不断突破，电动汽车正走上时代的舞台。
电动汽车具有节能、清洁和环保等优点，既可以缓解能源危机，还可以实现清洁能源的可持续高效发展。
传统的电动汽车充电方式分为桩式充电和更换电池两种方式。
传统充电方式耗时耗力且充电桩数量少，维修不便；而无线充电技术具有快捷、方便与高效等优点。
但是无线电动汽车大规模随机接入电网后，由于电动汽车充电特征具有随机性，可能导致电网高峰负荷多项叠加，产生的谐波对局部电网的电能质量造成严重的不平衡。
如何有效降低电动汽车无线充电方式对电网稳定运行造成的负荷冲击，精准把控电动汽车无线充电设备充电功率需求对原负荷曲线的要求将是电动汽车无线最具潜力的研究方向。
2 电动汽车无线充电系统结构及原理无线电能传输技术是指发射端和接收端借助高频电磁场、微波激光等传输介质，在次级线圈中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端，实现电能的非接触式传输。
电动汽车无线充电系统由位于汽车外部主级电路和位于汽车内部的次级电路、整流电路和驱动系统构成。
充电时，能量从安置在底层的主级电路被转换到次级电路的电池中，从而实现了电动汽车的无线充电。
在停车位地面上安装无线电能传输的发射装置，底盘安装接收装置，停车时当汽车上的接收装置对准发射装置时，充电系统开始工作，充满电时电源自动切断。
一种电动汽车动态无线充电控制系统[实用新型专利]
![一种电动汽车动态无线充电控制系统[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/f2a29615f705cc1754270958.png)
专利名称：一种电动汽车动态无线充电控制系统专利类型：实用新型专利
发明人：范兴明,高琳琳,张鑫,王超,蔡茂
申请号：CN201820953370.0
申请日：20180620
公开号：CN208376542U
公开日：
20190115
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开一种电动汽车动态无线充电控制系统，包括安装路面上的发射端和安装在电动汽车上的接收端。
上述发射端包括能源供电模块、交直流转换器、电能预处理模块、逆变模块、变压器、整流模块、稳压模块、控制器和多组发射单元。
上述接收端包括接收线圈、整流模块和充电控制模块。
本实用采用磁耦合谐振无线电能传输技术，使得车辆无需行程到专用充电站进行停车充电，而只要正常行驶在铺设有发射线圈的路面上即可实现对移动的电动汽车进行动态无线充电；通过逆变器进行自由切换控制发射线圈，每个时刻只有单个发射线圈通电，节省充电过程中的电能损耗，提高了无线充电效率，保证电动汽车动态充电的稳定性。
申请人：桂林电子科技大学
地址：541004 广西壮族自治区桂林市七星区金鸡路1号
国籍：CN
代理机构：桂林市持衡专利商标事务所有限公司
代理人：陈跃琳
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电动汽车磁耦合无线充电关键技术及应用
电动汽车磁耦合无线充电关键技术及应用下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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电动汽车动态无线充电关键技术研究进展任建云
发表时间：2018-04-17T16:56:43.717Z 来源：《电力设备》2017年第32期作者：任建云1 李亚丽2
[导读] 摘要：近年来，人们对汽车的需求不断增加，电动汽车也在不断发展。
（1.国网山西省电力公司山西太原 030001；2.国网山西省信通公司山西太原 030001）
摘要：近年来，人们对汽车的需求不断增加，电动汽车也在不断发展。
我国电动汽车充电上主要是接触式充电，同时无线充电技术也在不断发展。
现今无线充电技术以静态为主，而其动态的充电方式作为对静态的一种完善及补充符合未来电动汽车对无线充电的要求，并且有利于电动汽车的推广，使其充电更加便捷。
我国对于动态无线充电技术相关结构一直在不断地进行研究，但是受多方面因素的影响，此种充电形式在发展中还有许多限制及阻碍，这些瓶颈需要相关人员针对其特点进行解决，从而使动态无线充电技术可以得到良好的发展及高效的应用，进而为电动汽车绿色出行提供发展空间。
关键词：电动汽车；动态无线充电技术；现状；发展
引言
节能减排技术以及新能源技术的应用是当今低碳经济的核心。
将电动汽车代替传统汽油机动车，以此使环境污染和能源短缺问题得到有效的解决，同时这也是我国战略性的新兴产业。
电动汽车要想被广泛的推广和应用，首先就必须建立相应的充电设施。
随着新能源产业的不断发展，特别是电动汽车运用得越来越广泛，对于电动汽车充电方式的多样性和方便性的要求越来越高。
无线充电技术是一项新兴技术，现阶段，普遍运用在手机、MP3等小功率设备上，在电动汽车的领域并没用被实际运用，只是一个全新的概念。
随着不断完善的无线充电技术，其市场潜力也逐渐凸显了出来。
1电动汽车动态无线充电技术的特点及种类
1.1无线充电技术在电动汽车充电中应用的特点
无线充电技术主要是利用无线电能传输技术来进行无接触式充电，并且此种技术在应用中可以突破接触式充电中需要面对的接口限制，并解决传统充电模式中存在的安全问题，在应用中较传统的充电方式更加成熟，这种非接触的电能传递方式可以提高充电效率并简化充电流程。
1.2无线充电技术的分类
1.2.1电磁感应式无线充电技术
其利用松耦合变压器原理，发送端和接收端各有一个线圈，初级线圈上通一定频率的交流电，次级线圈中产生一定电流，将能量从传输端转移到接收端。
由于无磁芯，耦合系数一般低于0．5，空气磁阻远大于磁芯，很大一部分磁动势将分布在空气磁路上，故效率低。
工作原理：发射端从电网获取工频交流电经过整流和逆变被转化成高频交流电，通过补偿电路到发射线圈，并产生高频交变磁场，二次绕组感应空气气隙内的交变磁通产生感应电动势，同时经过整流滤波以及功率调节，实现电池充电。
反馈电路对输出量采样，把采样信号反馈给控制单元，去控制频率或驱动信号等。
这种充电方式工作频率相对较低，可实现千瓦级功率传输，近距离传输效率在90％以上，所以应用前景广泛。
1.2.2磁共振充电技术
在应用磁共振上需要具有以下几个部分，电源、输出、接收及整流器等，根据其技术特点可以得知此种技术在实际应用中与电磁感应基本相同，也是在充电过程中将电源电流转换为交变磁束进行传输接收，而与电磁感应式充电不同的是其在实际中为了达到共振频率的可控性会采用可控电路及高频驱动电源对其进行调整，同时采用兼备线圈及电容器来提高电力传输及接收的单元性能。
1.2.3微波充电
这种充电方式主要是应用电波发生装置进行电力的输送，此装置的频率为2.45GHz的微波频率，与磁控管的原理大致相同，在微波传送中，其应用的主要为交流电源，但是可以在传输的过程中应用整流电路来对电流进行转换，使其转换为直流电来进行充电，但是在此种无线充电技术的应用中需要注意屏蔽装置的设置，以免在充电的过程中出现微波泄露的情况，可利用金属屏蔽装置来改善这一问题。
2动态无线充电技术在发展中遇到的问题
2.1高性能耦合机构设计问题
与单极性长线圈型导轨相比，双极供电导轨具有功率密度高、尺寸紧凑、侧移适应性强、对轨道两侧磁场暴露水平低等特点，且地面施工难度小、磁极磁芯用量少、施工成本低，适合大规模工程应用，但是双极性导轨磁场分布不均匀，存在耦合零点问题，造成能量传输不连续，不仅影响系统稳定性，还会降低能量传输功率与效率，还需要对其结构进行进一步优化设计，提升动态无线供电平均传输效率与平均传输功率。
2.2动态无线充电技术电磁兼容效果不佳
电磁兼容作为动态无线充电技术中重要的环节，关系着无线充电系统在实际应用中的效率，电磁兼容问题影响着电能传输，并且在实际中其兼容效果不佳可能会造成电能系统整体受到干扰，出现电能传输不稳定的情况，同时电磁兼容问题也与人们的身体健康有着一定的关系。
为此，在实际中必须要解决其存有的兼容问题才能使动态无线充电系统装置高效、稳定地运行，保证在动态无线充电过程中具有较高的可靠性。
目前对于其电磁兼容效果不佳的问题主要研究方向为如何通过有效的技术手段来使电磁兼容所产生的影响在最小的范围内，进而保证系统整体的安全性及可靠性。
2.3能量传输鲁棒控制问题
双极型供电导轨动态无线供电系统中，由于耦合机构相对位置变化、分段导轨间磁场的不均匀分布、路基介质不同等多参数扰动的影响，能量传输处于快速非线性变化过程，如何提高系统稳定性，提升系统响应速度成为动态无线能量传输系统控制策略的研究目标。
3电动汽车动态无线充电技术
3.1磁耦合机构设计与优化
现有的动态无线供电导轨大致分为以下几类：分立形式的连续单线圈结构、矩形长线圈型与双磁极型。
双磁极型供电导轨将磁通路径从以往与车辆行进方向垂直改变为沿车辆行进方向，以其功率密度高、尺寸紧凑、施工难度小、对轨道两侧磁场暴露水平低、侧移适应性
强等特点，更适合应用于电动汽车动态无线供电。
通过自解耦原理优化两相线圈的尺寸、位置等参数消除交叉耦合，使两相线圈可以在任意位置同时工作互不影响，实现高效能量接收。
同时，以上述耦合机构为基础，研究了相适应的鲁棒控制技术和电磁兼容技术，可有效解决耦合系数零点问题，大幅度提高整体传输效率。
3.2能量传输鲁棒控制技术
在动态无线电能传输控制技术方面，主要分为原边控制、副边控制和双边控制三种方式。
奥克兰大学提出通过调节逆变器驱动信号占空比来控制原边谐振电流的方式，简化了系统的结构。
原边控制供电导轨恒流，产生恒定交变磁场，无需计算反映阻抗无法实现最大效率控制。
3.3电磁兼容技术动态
电磁兼容设计是一项重要内容，具体包括磁屏蔽设计、频率配置、接地设计、剩磁设计、软件抗干扰设计等。
利用铁磁性材料可改善磁耦合线圈的自感和互感系数，在增强耦合性能的基础上进一步优化磁场空间分布约束，磁路损耗较小，但屏蔽效果有限。
金属屏蔽广泛应用于射频场合中，可抑制高频磁场电磁干扰。
结语
综上所述，本文从多角度对动态无线充电技术在实际发展中可能遇到的问题进行了分析，并对此做出了针对性的深入解读，提出了可以在实际中采用的解决方案，使动态无线充电技术可以更好地发展。
但是这些理论内容还需通过实践来进一步的探索，不断地在实践中总结经验，目前我国相关技术的研究还处于实验阶段，在动态无线充电技术投入使用上还需对其技术进一步的完善。
对于动态无线充电在交通行业中的商业化、产业化、工程化，技术只是其中的一个部分，要想真正达到全面推广使用的目标，还有较长的路需要走，在此过程中仍然需要探索及发现技术中存在的不足，使动态无线充电技术可以引领先进的技术理念。
参考文献：
[1]李智超.未来电动汽车无线充电技术面临的问题及解[J].工程技术：引文版，2016（03）：209.
[2]高大威，王硕，杨福源.电动汽车无线充电技术的研究进展[J].汽车安全与节能学报，2015（04）：314~327.。