汽车无线充电技术解析

汽车无线充电技术解析

现在大家手里的电子小玩意很多，时不时就有同事跑一圈借各种充电器的

情况。对于电动车这样的大家伙，目前由于各家厂商标准不一，实际上也是各

种接口并存，那么有没有比同一接口标准更方便的方法来给多种电动车充电呢?这就是我们今天说到的无线充电技术。

Q1：无线充电有哪些方式?原理是什么?

A：常见的有感应式，共振式和微波传输式等形式，都利用电磁感应原理

实际上现在划分的无线充电类型有好些种，比如感应式、共振式、微波传输

式等等，不过总体来说，它们的基本原理都是一样的，就是利用交变电磁场的

电磁感应，来实现能量的无线传输。

感应式的无线电能传输算是目前比较成熟的技术，很多手机无线充电、甚至

我们常见的电磁炉就是利用的这种原理。由于数码设备空间小，接收线圈也小，加上充电设备功率小，所以通常充电的距离近(甚至需要与充电座接触)，不过

相对电磁辐射也小。

共振式则是著名的麻省理工目前在开发的一类充电技术，说起来也不复杂，

他们利用电磁感应现象，加上共振的原理，能够提升无线充电的效率，共振传

输的距离比普通感应式更远一些，而麻省理工目前正在进行小型化的研究对于

车长好几米的电动车来说，这方面的技术压力倒不是太大。

微波传输此前更多出现在科幻电影或者小说里面，实际上它也是无线电力传

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

(完整版)基于STM32F的电动汽车交流充电桩控制系统设计

基于STM32F的电动汽车交流充电桩控制系统设计0 引言 随着全球能源危机的不断加深，石油资源的日趋枯竭以及大气污染、全球气温上升的危害加剧，各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的方向，发展电动汽车将是解决这两个难题的最佳途径。我国高度重视电动汽车的发展，国家相继出台了一系列标准来扶持和规范电动汽车的发展。但要实现电动汽车大面积普及我国还有很长的路要走，需要解决的问题还有很多。在最近发布的《节能与新能源汽车产业规划》草案中指出将以纯电动汽车作为主要战略取向。有关专家指出纯电动汽车的发展存在三大瓶颈问题：一是标准的缺失，二是配套政策的不完善，三是基础设施的规划和建设的有序推进。本文所研究的电动汽车交流充电桩作为充电基础设施的一部分对于推进电动汽车的普及具有重要的意义。 1 电动汽车交流充电桩介绍 交流充电桩，又称交流供电装置，是指固定在地面或墙壁，安装于公共建筑(办公楼宇、商场、公共停车场等)和居民小区停车场或充电站内，采用传导方式为具有车载充电机的电动汽车提供人机交互操作界面及交流充电接口，并具备相应测控保护功能的专用装置。交流充电桩采用大屏幕LCD彩色触摸屏作为人机交互界面，可选择定电量、定时间、定金额、自动(充满为止)四种模式充电，具备运行状态监测、故障状态监测、充电分时计量、历史数据记录和存储等功能。充电桩的交流工作电压(220±15%)V，额度输出电流(AC)为32 A(七芯插座)，普通纯电动轿车用交流充电桩充满电大约需要6～8 h，充电桩更适用于慢速充电。交流充电桩一般由桩体、电气模块、计量模块、账务管理模块四部分组成。根据安装方式的不同，桩体可分为落地式和壁挂式两种。落地式充电桩适合在各种停车场和路边停车位进行地面安装；壁挂式充电桩适合在空间拥挤、周边有墙壁等固定建筑物上进行壁挂安装，如地

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。

电动汽车充电控制系统设计

电动汽车充电控制系统设计 摘要 在中国电动汽车充电站的发展是必然的，抢占先机也是企业的制胜之道。在目前的情况下，国家虽有大力倡导，各企业又蠢蠢欲动，但电动汽车走入寻常百姓家不是短期内容易做到的。国家政策可以给（购车补偿、上路等），而电动汽车充电站网则无法短期建，主要原因是给电动汽车快速充电需要瞬时强大的功率电力，常规电网无法满足，必须要建专用充电网络，这涉及整个国家电网改造，国家电网大改造不是小事，耗资巨大，从讨论、立项到成网，非一朝一夕能实现。现在能较好的解决快速充电问题的方案是-换电站-利用给汽车更换电池的方法代替漫长的充电过程。一辆汽车需要配备两块电池，当一块电池用完后自动切换到另一块，此时可到换电站将用完的电池换下，装上满电的电池。而换下的电池由电站统一充电和维护，前提是充电站要有相当数量的备用电池。这个方法优点是快速，用户换完电池就可以上路，比加油都快。用这种方法再加上停车场充电桩等辅助手段，相信电动汽车的普及就近在眼前。 关键词：电动汽车电站电池充电站

The design of control system of electric vehicle charging absraote Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors. This article is mainly of the pneumatic manipulator the overall design, and pneumatic design.This mechanism of manipulator includes cylinders and claws and connectors parts, it can move according to the due track on the movement of grabbing, carrying and unloading.The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and regulating pressure, flow and direction of the compressed air to make it get the necessary strength, speed and changed the direction of movement in the prescribed procedure work. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic .The principle, technical pare-maters, transmiting system and main parts structure of mincing ma-chine were introduced. The productingcapacity was analysed.Keywords Mincing machine Holds plate Cutting blade Transfer auger. This paper discusses the meat processing machinery - crusher working principle, main technical parameters, transmission system, the typical parts of the structure design and production capacity analysis. Small twisted paper broken machine for ordinary home, not only can be used for minced meat, can also be used with crushed peanuts, crushed ice, spices and other food, small power requirements, powered by the motor drive, reasonable structure design, can meet the family kitchen generally meat food consisting mainly of minced required. Key word: pneumatic manipulator；cylinder；pneumatic loop；Four degrees of freedom.

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。 3.1.4 电动汽车无线充电 Electric Vehicle Wireless Power Transfer (WPT)

无线充电技术(四种主要方式)原理与应用实例图文详解

无线充电已经在电动牙刷、电动剃须刀、无绳电话等部分家电产品中实用化，现在其应用范围又扩大到了智能手机领域及电动汽车和列车领域。未来可以将无线充电装置安装在办公桌内部,只要将笔记本或PDA 等电器放在桌上就能够立即供 电。 以下是四种主要无线充电方式： 无线充电方式 充电 效率 使用频率范围 传输距离 电场耦合方式 电磁感应方式 92% 22KHz 数mm-数cm 磁共振方式 95% 13.56MHz 数cm-数m 无线电波方式 38% 2.45GHz 数m- 1.电磁感应方式

无线供电驱动一枚60W电灯泡，效率高达75%。 电磁感应无线充电产品示意图

电磁感应方式，送电线圈与受电线圈的中心必须完全吻合。稍有错位的话，传输效率就会急剧下降。下图靠移动送电线圈对准位置来提高效率。 目前，市场上支持无线充电的智能手机和充电器大部分都符合总部位于美国的业界团体“无线充电联盟（WPC）”所制定的“Qi”规格。Qi源自汉语“气功”中的“气”， 无线充电方式包括“磁共振”及“电波接收”等多种方式，Qi采用的是“电磁感应方式”。通过实现标准化，只要是带有Qi标志的产品，无论是哪家厂商的哪款机型均可充电。

在伦 敦利用其最新研发的感应式电能传输技术成功实现为电动汽车无线充电。在展示过程中，该公司将电能接收垫安装于雪铁龙电动汽车车身下侧，这样电池就可以通过无线充电系统进行无线充电。

电动牙刷无线充电示意图 一种无线充电器发送和接收原理图

2. 磁共振方式 磁共振方式的原理与声音的共振原理相同。排列好振动频率相同的音叉，一个发声的话，其他的也会共振发声。同样，排列在磁场中的相同振动频率的线圈，也可从一个向另一个供电。 相比电磁感应方式，利用共振可延长传输距离。磁共振方式不同于电磁感应方式，无需使线圈间的位置完全吻合。 应用： 三菱汽车展示供电距离为20cm，供电效率达90％以上。线圈之间最大允许错位为20cm。如果后轮靠在车挡上停车，基本能停在容许范围内。 索尼公司发布的一款样机：无电源线的电视机利用磁场共振实现无线供电的电视机。 还有将供电线圈埋入道路中，在红灯停车时和行驶中为电动汽车充电的构想，以及利用植入轨道中的线圈为行驶中的磁悬浮列车供电的设想。 磁共振方式由能量发送装置，和能量接收装置组成，当两个装置调整到相同频率，或者说在一个特定的频率上共振，它们就可以交换彼此的能量。

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

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

电动汽车无线充电方案

电动汽车无线充电技术 方案 北京中诺电力工程有限公司 年月日

目录 一、背景概述 (3) 1、研发背景 (3) 2、产品定位 (3) 二、产品方案功能介绍 (3) 1、设计理念 (3) 2、系统拓扑图 (4) 3、系统构架描述 (4) 4、系统功能介绍 (4) 5、产品方案规格 (5) 三、产品方案应用介绍 (5) 1、应用模式 (5) 2、应用流程 (5) 3、应用环境 (6) 四、产品方案特性介绍 (6) 1、技术特性 (6) 2、应用特性 (6) 3、系统特性 (6) 五、产品方案技术介绍 (7) 1、相关技术 (7) 2、技术指标 (7) 六、实施运维方式说明 (7)

一、背景概述 1、研发背景 随着地球环境越来越恶劣，资源越来越匮乏，世界各国都在不断地为日益严重的环境问题大规模投资着，节能环保问题就这样被世界所提倡，使用清洁再生能源和环保材料是节能环保主题下的主要方式，针对目前汽车尾气造成的大气污染，资源短缺问题，各大汽车公司厂商都在积极推动新的技术变革，电动汽车就应运而生了。再给人民提供生活出行方便的同时，倡导低碳环保，节能减排，可持续性发展的道路。那么給电动汽车的供电产品就必不可少，大力发展汽车充电桩普及充电桩网络和新技术的运用就成为发展和推广电动汽车非常重要的环节。 2、产品定位 产品的主要供电方式为太阳能及并网市电，通过无线发射线圈給电动汽车供电，能够快速的给电动汽车充电，首次采用低压高功率动态充电技术，在提高电压快速充电安全上提供了绝对的安全保障，同时汽车的磁感应接收端植入了一颗通信芯片，利用手机接收信号app 可以连接汽车，以此来追踪汽车的安全和防盗 二、产品方案功能介绍 1、设计理念 针对国内已有的电动汽车充电桩的不足和安全考虑，还有节能环保问题，综合来看：目前电动汽车迫切需要一个高效安全节能又环保使用更方便的充电桩，无线充电正好具备以上多个功能要求，在多个技术问题解决后，整体工程在能效上将达到预期效果。

电动汽车无线充电技术研究与应用分析

电动汽车无线充电技术研究与应用分析 发表时间：2019-11-25T11:17:17.307Z 来源：《电力设备》2019年第15期作者：许红英1 李昊2 张庆方3 [导读] 摘要：电动汽车的出现，对实现节能环保发展具有重要意义。 （1.许继集团许继电源有限公司河南省许昌市 461000；2.3.许继集团许继柔性输电分公司河南省许昌市 461000） 摘要：电动汽车的出现，对实现节能环保发展具有重要意义。基于电动汽车动力能源问题，现在国内已经不断增加充电电桩与充电站数量，但是为更好的应对电动汽车充电问题，还需要从专业技术上进行优化。其中，无线充电技术的应用，可以更好的应对电池容量限制问题，延长电动汽车续驶里程。 关键词：电动汽车；无线充电技术研究；应用分析 1导言 为了削减化石动力的消耗，削减化石动力的应用对大气的污染和温室效应，有必要推广电动汽车的应用。现在，电动汽车电池存在储能容量小、充电时间长、体积大、质量高等问题，制约了电动汽车的推广进展。由于无线充电不受充电电缆的束缚，在充电过程中，能量发射机构和能量拾取机构能够相对运动。因此，能够满足电动汽车静态无线高效充电甚至动态充电的要求。 2无线充电技术原理 无线充电能够说是近年来宣布的一项新技能，它极大地改变了工业设备和电动汽车的设计，创造了一个全新的购物中心。无线充电的最终目的是经过电磁场或电磁波传输能量。无电线，包括电磁谐振式、电磁感应式和电磁辐射式，可用于低功率、短距离传输；电磁谐振更适用于中距离和功率传输。电磁辐射适用于大功率远距离传输。关于曾经的介绍，反复拔下插头不只安全系数低，并且磨损严峻，能够运用较短时刻，再加上市场上存在多种型号的电线、充电器和插座，形成了严峻的资源浪费。在这种情况下，无线充电技能在实践使用中具有很大的优势，不只确保了传输进程的安全，并且还清理了架线作业。在实践使用中，松耦合非接触式变压器无需物理衔接即可实现电能传输。将体系变压器的紧密耦合磁路分开，将一次绕组和二次绕组绕在不同的磁结构上。这样就能够在物理衔接的基础上完结电源与负载单元之间的能量传递。此外，一次侧和二次侧之间能够采用电磁感应来实现电能传输的效果，气隙形成的耦合系数减小，能够经过增加一次侧输入电源的频率来补偿。 3主要无线充电技术类型 3.1感应式无线充电 现在电动牙刷、手机和笔记本无线充电均采用感应式无线充电技能，电能传输距离相对较短，在轿车无线充电中仍较少运用。针对电力需求，电动轿车感应充电系统可分为1~3kW应急小功率充电器三个等级。5~25kW中功率充电器，可连续充电4~8h；75 ~ 300千瓦快速充电器/内阁。运用电动轿车充电系统，能够发射系统埋在地上，和承受的线圈设置在轿车底盘，充电发射线圈和检验将发作感应线圈之间的耦合，形成一个可拆式变压器、高频电磁场后线圈完结电力无线传输和充电的意图。电网工频交流电处理整流器和逆变器后，被转换为高频交流电（ac），后补偿电路的发射线圈和一个高频电磁场一起，电动轿车能够承受线圈电磁场设置经过运用函数对原边吸收能量，高频整流电路后，电池办理，完结加载电池充电。在实践运用中，感应的效果运用电动轿车无线充电技能，作业频率较低，更多的几十至数百千赫，无线传输能够满意千瓦功率水平，尤其是在较短的时刻距离传动功率能够达到90%以上，能够作为首要研究电动轿车无线充电技能的方针。 3.2谐振式无线充电 该技能的完结主要是经过电磁谐振无线能量传输，即两个具有相同固有振荡频率的线圈可以经过电磁场进行有效的能量传输。可是，不同频率的物体不受磁场的影响，可以认为是一种近场非辐射功率传输技能。在实践使用中，体系经过网格取得权利，整流滤波和高频逆变器后，交流电源频率高频交流电（ac），会发作后再发送功率放大电路和阻抗匹配电路发射线圈，如果发射线圈的谐振频率和体系相同的发射线圈电流将到达最大，最强壮的磁场。如果接纳线圈具有相同的固有频率，则会经过磁场发作强耦合，到达高效传输电能的目的。就这种技能而言，接纳线圈中的电能可以经过整流、滤波和调节电路进行充电。此外，整个充电体系还可以经过反馈控制环节坚持体系运行的可靠性和功率，在电动汽车无线充电中具有较高的功率。与感应式无线充电技能相比，谐振式无线充电技能能够满意较远距离充电的需要，在较小的范围内改变方向的灵敏度较低，传输功率较高。 4电动汽车的无线充电技术 4.1无线充电装置 无线充电是以电场或磁场的方法传输电能的才能。不同类型的无线充电技能在原理、设备、功率和间隔上各不相同。传统的电动汽车充电一般选用电路、充电器等设备进行，局限性较大，简单遭到外界因素的影响。因而，对电动汽车无线充电技能的研讨具有十分重要的含义。电磁感应无线充电技能的主要设备是发射机和接纳机线圈、信号接纳设备。线圈的效果主要是发生磁场和电流，接纳设备主要是将信号转换成电能。微波无线充电技能设备是国内第一台微波发射和接纳设备。无线充电技能在电动汽车上的应用，使得电动汽车的充电方法不再受定位等外部因素的制约，具有很强的便利性。 4.2无线充电原理 无线充电技术通过松耦合设备完成无线电能传输。初级线圈和次级线圈坐落不同的设备中，用于发射机和接收机之间无线传输电能。电流流过主线圈和次级线圈后，会发生相应的磁场，能量通过磁场转化。假如主二次线圈距离过大，会在一定程度上形成功率损失。依据有关部门的研讨，假如电流通过一侧的相对价值较大，主要和次级线圈之间的距离越小，两个线圈的磁导率大于空气，电能的传输功率将在很大程度上的改进。在实际应用中，主二次线圈之间不可避免地存在一定的间隔，这在一定程度上降低了电能的传输功率。 5电动汽车无线充电技术的应用 5.1停车充电技术的应用 与传统的充电方式类似，汽车可以到指定的位置，在停车的情况下充电，然后达到驾驶的目的。这种充电技术将在未来得到广泛的应用。 5.2无线充电技术在现场的应用 近年来，无线充电技术逐渐成熟，未来可以广泛应用于城市公共交通。相关单位可在公交集散点设置无线充电装置，使电动公交充电

GBTXXXX电动汽车无线充电系统通用要求编制说明

GB/T XXXX《电动汽车无线充电系统通用要求》编制说明 一、工作简况，包括任务来源、主要工作过程、主要参加单位和 工作组成员及其所做的工作等 1任务来源 根据国务院办公厅《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》，充电基础设施是指为电动汽车提供电能补给的各类充换电设施，是新型的城市基础设施，大力推进充电基础设施建设，有利于解决电动汽车充电难题，是发展新能源汽车产业的重要保障。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，其标准化工作在我国还没有开展，这与我国的技术和产业领先地位不匹配。 2015年7月国家标准委下达“《电动汽车无线充电系统通用要求》等14项国家标准制修订计划”，《电动汽车无线充电系统通用要求》正式立项，计划编号20150675-T-339，本标准主管部门为工业和信息化部，归口单位为全国汽车标准化技术委员会。 2工作过程 （1）标准启动会 2015年12月16日，电动汽车无线充电标准化联合工作组第一次工作会议暨项目组启动会在成都新华国际酒店举行，来自中汽研、中电联、中兴通讯、中兴新能源、比亚迪、北汽、上汽、国家电网、许继集团、戴姆勒奔驰、宝马中国、东南大学等约50余家单位的专家参加了本次会议，会上中汽研与中电联介绍了联合工作组成立情况和电动汽车无线充电技术及应用情况，以及当前国际电动汽车无线充电标准化IEC、SAE、ISO进展情况。与会专家对《GBT XXXX 电动汽车无线充电系统通用要求（草案）》进行了研讨。从标准范围、规范性引用文件、术语定义、互操作性、系统总体要求、通讯、电击防护、无线充电系统特定要求、电力电缆组件要求、结构要求、材料和部件强度、服务和测试条件、电磁兼容性、标记和说明等层面对标准架构进行了分析讨论，基本肯定了标准结构，同时对标准草案中的技术内容进行了初步审查，提出了不同类型的意见60余条。

电动汽车动态无线充电技术研究

电动汽车动态无线充电技术研究 发表时间：2017-08-17T16:51:54.157Z 来源：《电力设备管理》2017年第8期作者：刘幸幸谭凤[导读] 传统的电动汽车无线充电技术存在续航里程较短的问题。 中国石油大庆油田有限责任公司第八采油厂电力维修大队技术队黑龙江大庆 163300）摘要：传统的电动汽车无线充电技术存在续航里程较短的问题。为避免上述问题，提出了一种电动汽车动态无线充电技术。首先，通过对比分析，得到较适用于电动汽车动态无线充电的无线传输方式。其次，通过仿真分析获取系统互感与轴偏移距离的关系以及不同结构松耦合变压器的磁屏蔽效果。结果表明发射端摆放条形磁芯且接收端摆放圆盘型磁芯的ICPT系统能够满足电动汽车动态无线充电的电源需求和电磁屏蔽要求。 关键词：无线电能传输；无线充电；电动汽车；动态供电 1引言 由于节约能源，减少环境污染，电动汽车受到世界各国的大力推广。但是，充电却成为阻碍电动汽车发展的最大问题。传统的插拔充电方式由于受到接口的限制只能同一时间为一台电动车充电且存在安全问题。采用无线充电技术为电动汽车充电，用户只需将车开到指定充电区域，便可自动进行充电。然而，传统无线充电还存在充电频繁、续航里程短、电池组笨重且成本高昂等问题。在这样的背景下，电动汽车动态无线充电技术应运而生，它以非接触的方式为行驶中的电动车实时地提供能量供给。电动车续航里程得到延长，同时电能补给更加安全、便捷。 2无线充电技术理论分析 无线电能传输区别于传统的有线传输，通过磁场为负载供电。目前，无线电能传输的主要方式有微波式、耦合式和谐振式。微波式无线电能传输技术传输距离能达到千米级且可实现准确定向，但受传输介质影响，很难穿透障碍物，一般适合在真空或空旷地方进行。耦合式无线电能传输技术是最为成熟的无线电能传输技术，基于安培环路定理和法拉第电磁感应定律，短距离内可实现kW级的传输功率。谐振式无线电能传输技术基于感应耦合原理，传输效率高，但工作频率要求达到MHz级别，且目前传输功率较低。 综上所述，电动汽车动态无线充电系统要求传输功率较高，且发射侧和接收侧传输距离在15cm-25cm之间属近场传输，因此采用耦合式无线电能传输技术较为适合。 3不同结构的松耦合变压器实用性研究 电动汽车动态无线充电系统须具备效率高、侧移性能好、磁屏蔽能力强的特点。松耦合变压器占系统80%的重量和空间，通过磁场将能量从发射端传输到接收端。由于松耦合变压器工作气隙较大使得系统漏感较大，磁化通量较少，并且发射端与接收端发生轴偏移也将导致系统传输效率降低。当松耦合变压器传输能量时，发散式磁场对车体四周进行电磁辐射，将对汽车控制系统将产生影响。在耦合距离一定的情况下，参数不同的松耦合变压器传输效率、侧移性能、磁屏蔽效果也将不同。所以，对比分析不同结构松耦合变压器的传输效率、侧移性能、磁屏蔽效果是电动汽车动态无线充电系统设计工作的重要内容。 根据电动汽车动态无线充电的实际情况，设定结构1中松耦合变压器仅由线圈构成。结构2中发射端摆放条形磁芯，接收端摆放圆盘形磁芯。结构3中接收端摆放条形磁芯，发射端摆放条形磁芯。结构模型如图1所示： （1）结构1 （2）结构2 （3）结构3 图1 三种松耦合变压器结构模型 3.1轴偏移距离对互感的影响 对电动汽车进行无线充电时，因驾驶员对电动汽车的人为手动操纵将导致松耦合变压器的接收端与发射端发生轴偏移，进而影响系统互感。不对称现象的出现是不可能完全消除的，因此研究轴偏移距离对互感的影响程度及趋势具有实际意义。设定发射端与接收端轴偏移距离变化范围为(0-200)mm。磁芯结构、轴偏移距离k与互感Mij的关系如图2所示。 由图2可以看出：当结构1中发射端与接收端轴偏移距离超过100mm时，互感接近于0mH。结构2中互感变化趋势与结构1中互感变化趋势类似，但大小是结构1中的3倍。结构3中互感为结构1中互感的两倍，相比于结构2，互感下降35%。当轴偏移距离在0mm至100mm之间，随着侧移量的增大，三种耦合结构中互感下降明显，这是由于耦合能力的下降，导致系统线圈内阻损耗增加所致。当轴偏移距离大于100mm时，三种耦合结构中互感都接近于0mH。通过对比可知，当轴偏移距离在0mm至100mm之间时，在发射端摆放条形磁芯，接收端摆放圆盘形磁芯的松耦合变压器中，轴偏移距离对互感的影响最小。

无线充电系统仿真演示教学

无线充电系统仿真

2．（20分）设计电动汽车无线充电系统，要求： 1）给出系统整体设计方案； 2）设计系统功率2.2kW，输入电压220V，输出电压300V； 3）给出系统simulink仿真图及关键部分波形图； 4）给出系统主要参数设计过程。 1、设计方案 无线充电系统的设计功率为2.2kW，输入电压为工频交流220V，输出电压为直流300V。根据设计要求，需要该系统有一定的自调压能力。 整体设计方案为：先通过一个交直交变频器输出高频交流电，将这个高频交流电通过无线传输装置（仿真中用耦合电感代替）传输到汽车内置的接收装置。通过整流电路转化为直流电，最后通过一个带负反馈的调压电路输出300V 电压并能控制充电电流。具体设计过程如下： 2.1、首先使用一个二极管不控整流模块，将220V电转化为直流电，并使用LC滤波，滤波后的电压约为350V。 二极管不控整流模块如下图：

经过LC滤波之后的输出电压： 2、使用IGBT全控器件搭建单相逆变模块，将直流350V转化为高频交流电，频率为20kHz。一般来说，频率越高，传输同样的能量使用的耦合电感越小，能量的损失也越小。由于受到器件开关速度的显示和工业标准的限制，使用电磁感应方式的无线充电系统频率不超过100kHz。在这里我的传输频率为20kHZ，符合要求。 前半部分的整体仿真模型。包括二极管整流模块，高频逆变模块，耦合电感作为无线传输模块：

经过逆变模块后产生的高频方波交流电，频率为20kHz： 经过耦合线圈传输到副边的高频交流电，由于耦合线圈相当于一个电感，电压传输到副边后稍微有些畸变。另外耦合线圈相当于变压器，将电压升高到600V左右。

电动汽车无线充电技术发展现状

实例解析：电动汽车无线充电技术发展现状 在政府的大力扶持下，近年来新能源汽车发展迅速，越来越多的人开始选择接受电动汽车这种环保的出行方式。同时也被许多汽车厂家认为是未来汽车发展的方向，而且都投入了大笔资金进行研发。不过，由于充电问题的现实阻碍，一直以来还没有得到充分推广。 我们知道电动车最重要的部分莫过于电池和充电桩，由于技术瓶颈，短时间内它们只能使用锂电池，所以无线感应充电桩变成了另一个研发重点。与有线充电桩相比，无线充电有多种优势，能够顺应新能源汽车未来的发展趋势。 Q1：无线充电有哪些方式？原理是什么？ A：常见的有感应式，共振式和微波传输式等形式，都利用电磁感应原理实际上现在划分的无线充电类型有好些种，比如感应式、共振式、微波传输式等等，不过总体来说，它们的基本原理都是一样的，就是利用交变电磁场的电磁感应，来实现能量的无线传输。

（1）感应式的无线电能传输算是目前比较成熟的技术，很多手机无线充电、甚至我们常见的电磁炉就是利用的这种原理。由于数码设备空间小，接收线圈也小，加上充电设备功率小，所以通常充电的距离近（甚至需要与充电座接触），不过相对电磁辐射也小。 （2）共振式则是著名的麻省理工目前在开发的一类充电技术，说起来也不复杂，他们利用电磁感应现象，加上共振的原理，能够提升无线充电的效率，共振传输的距离比普通感应式更远一些，而麻省理工目前正在进行小型化的研究——对于车长好几米的电动车来说，这方面的技术压力倒不是太大。 （3）微波传输此前更多出现在科幻电影或者小说里面，实际上它也是无线电力传输的一个很好的方式，只不过受到发送功率等方面的限制，并未大规模实用化。微波传输的最大好处就是传输距离远，甚至可以实现航天器与地面之间的能量传输，同时还可以实现定向传输（发射天线有方向性），未来前景值得期待。 Q2：无线充电的好处有哪些？ 尽管无线充电桩的普及尚需时日，但是早已显现出了众多优势，比如安全性高、使用便捷、易于安装等优点。由于无线充电桩可采取分散布局的安装方式，既可以减小对电网造成的压力，也可以让电动汽车充电无需去固定的场所，自由度更高。 另外，无线充电在硬件方面的标准更容易统一，毕竟说服各家厂商把有线充电的接口都统一并不容易——在手机这方面就比较明显，各家的充电器都不太一样，但是无线制式却只有那么几种。 Q3：有待解决的问题有哪些？ A：传输效率，电磁兼容都是实现工程化需要解决的问题 传输效率是所有无线充电都面临的问题，对于电动车这样充电功率更大的“电器”来说更是如此——电能首先转换为无线电波，再由无线电波转换成电能，这两次转换都会损失不少的能量——这与本身就是绿色、环保的电动车来说，似乎显得有些格格不入。 电磁兼容也是无线充电需要解决的技术瓶颈之一，众所周知，电磁波很容易产生泄漏，当大功率的车用无线充电设备运行时，也会对周围的生物和电子设备产生影响，甚至会危害人体健康，在大家谈辐射色变的今天是很敏感的话题，所以这方面如何处理也是电动车无线充电实现工程化需要解决的问题。汽车产品开发过程中，往往也会进行电磁兼容方面的的测试，而无线充电技术显然提出了更高的要求。利用封闭的自动智能化车库安装无线充电设备是解决电磁兼容比较好的途径，不过成本也确实不菲。 B：面临电气标准、辐射等方面问题