电动汽车无线充电系统的分析与设计_李维汉
新能源车辆无线充电系统设计与优化
新能源车辆无线充电系统设计与优化随着环保意识的增强和对传统能源的依赖减少，新能源车辆的需求日益增加。
其中，新能源车辆无线充电系统设计与优化成为了一个备受关注的研究领域。
本文将介绍无线充电系统的设计原理、优化方法以及存在的挑战与解决方案。
首先，无线充电系统的设计需要满足以下基本原则：高效率、高功率传输能力、低损耗、安全可靠。
在无线充电系统中，主要包括两个部分：发射端和接收端。
发射端由电源、功率电子变换器和天线组成，接收端由天线、储能装置和功率电子变换器组成。
为了实现高效率的充电，可以采用谐振式无线充电系统。
谐振式无线充电系统中，发射端和接收端的电感和电容被调整到共振状态，以达到最大功率传输效果。
通过优化电感和电容的数值，可以实现最大功率传输并减小系统的损耗。
此外，高功率传输能力也是无线充电系统的重要指标。
为了提高功率的传输能力，可以采用多天线的技术。
多天线系统可以通过增大发射端和接收端的天线数量，使得能量传输更加集中，从而提高功率传输效率。
同时，还可以使用波束成形技术，使得传输能量更加集中，减少功率损耗。
在保证高效率和高功率传输的同时，无线充电系统还需要考虑低损耗和安全可靠的设计。
为了减小系统损耗，可以采用高效的功率电子变换器，并合理选择材料和电路设计。
此外，还可以加入反馈控制系统，实时监测和调整功率传输效率，以提高系统的整体性能。
在保证无线充电系统的安全可靠性方面，可以采用防护措施，如电磁屏蔽和过温保护机制。
电磁屏蔽可以减少外界电磁干扰，保护充电系统的正常运行。
过温保护机制可以监测发射端和接收端的温度，并在温度过高时自动断开电源，以防止系统受损。
尽管无线充电系统有许多优势，例如方便快捷、提高充电效率等，但仍存在一些挑战需要克服。
首先，无线充电系统的成本较高，主要由于设备和材料的费用较高。
其次，无线充电系统还需要面对电磁辐射和电磁兼容性等问题。
为了解决这些问题，可以通过技术创新和市场推广来推动无线充电系统的发展。
《电动汽车无线充电系统的优化设计》
《电动汽车无线充电系统的优化设计》一、引言随着科技的飞速发展，电动汽车逐渐成为绿色出行的代表。
然而，电动汽车的充电方式仍存在诸多不便，如需插拔充电线、充电站分布不均等。
因此，研究并优化电动汽车无线充电系统具有重要意义。
本文将就电动汽车无线充电系统的现状进行分析，并提出优化设计方案。
二、电动汽车无线充电系统现状分析1. 技术原理：当前无线充电技术主要采用电磁感应原理，通过初级线圈与次级线圈之间的磁场耦合实现电能传输。
2. 存在问题：（1）充电效率较低：由于电磁转换过程中的能量损耗，导致充电效率不高。
（2）充电距离受限：现有技术下，无线充电系统的充电距离较短，影响了使用的便捷性。
（3）充电速度慢：相比有线充电，无线充电的速度较慢，难以满足大容量电池的快速充电需求。
三、优化设计方案（一）提高充电效率1. 优化电磁设计：通过改进线圈结构，减少电磁转换过程中的能量损耗，提高充电效率。
2. 提升材料性能：使用导电性能和导磁性能更好的材料，减少能量损耗，提高转换效率。
（二）扩大充电距离与范围1. 采用高频率技术：通过提高电磁波的频率，增加磁场耦合的强度和范围，从而扩大充电距离。
2. 多重线圈设计：在充电垫中设置多个线圈，实现多方向充电，扩大充电范围。
（三）提升充电速度1. 增加功率输出：通过提高电源的输出功率，加快电能传输速度，从而缩短充电时间。
2. 分段式充电：根据电池的电量状态，采用不同的充电策略，先快后慢，既保证充电速度又保护电池。
（四）智能化与安全性设计1. 智能化识别：通过智能识别技术，自动识别车辆位置、型号及电池状态，自动调整最佳充电模式。
2. 安全防护：加入过流、过压、过热等多重保护措施，确保充电过程的安全性。
四、实施步骤与预期效果1. 实施步骤：首先进行技术研发和实验验证，然后进行小批量试生产，最后进行大规模生产和市场推广。
2. 预期效果：通过优化设计，提高无线充电系统的充电效率、扩大充电距离与范围、提升充电速度，同时加入智能化与安全性设计，为用户提供更加便捷、安全的充电体验。
新能源汽车智能无线充电系统研究
新能源汽车智能无线充电系统研究一、引言新能源汽车得到了越来越多人的关注，其中智能无线充电系统就是备受瞩目的技术之一。
目前，我国新能源汽车充电设施建设比较滞后，而且充电时间长、充电效率低、充电桩数量不足等问题依然存在。
因此，研究新能源汽车智能无线充电系统，提升充电设施的效率与便捷性，具有重要的意义。
二、新能源汽车智能无线充电系统概述新能源汽车智能无线充电系统是指汽车通过电磁感应原理，无需插拔连接即可实现无线充电。
其原理是通过地面电缆产生交变电磁场，当汽车上装有接收线圈时，可以让电能通过电磁感应原理传递到汽车电池内。
因为免去了插拔连接的过程，智能无线充电系统具有非常高的充电效率和便捷性。
此外，智能无线充电系统方便了充电设施的布置和操作。
三、新能源汽车智能无线充电系统的优势1. 方便快捷：智能无线充电系统可以省略充电桩等其他装置，在任何时候、任何地点都可以实现充电，不需人工干预，可说是一种十分方便快捷的方式。
2.充电效率高：采用新能源汽车智能无线充电系统进行充电，接收端会将电流转换为直流电，并将其输送到电池中，此方式充电效率较高。
3.充电安全：智能无线充电系统可以直接和地面进行连接，不易发生电击事件，拥有更高的充电安全性，无需人工干预，使得充电过程更加安全。
4.节约成本：采用无线充电的方式，不需要安装大量的充电桩和相关设备，避免了以往充电桩建设和维护的大量成本开支，因而具有更高的经济性。
四、新能源汽车智能无线充电系统的发展现状目前，新能源汽车智能无线充电系统方案已经逐渐成熟，并应用到现实生活中。
在我国，此技术也逐渐得到了一定的推广。
比如，上海自贸区已经率先推出了新能源汽车智能无线充电系统。
此外，一些车企也已经开始在新能源汽车上采用无线充电技术。
然而，由于企业间技术标准不一致和高成本等原因，现在还没有形成一套统一规范的新能源汽车智能无线充电标准。
五、新能源汽车智能无线充电系统的未来发展趋势未来，新能源汽车智能无线充电系统的应用前景非常广阔。
电动汽车无线充电技术实现方案设计
电动汽车无线充电技术实现方案设计随着环境保护意识的提高和对能源消耗的担忧，电动汽车作为一种清洁、高效的交通工具，越来越受到人们的关注和青睐。
然而，传统有线充电方式存在充电速度慢、充电埋地线缺乏安全性、需手动操作等问题。
为了解决这些问题，无线充电技术成为电动汽车充电领域的研究热点之一。
本文将针对电动汽车无线充电技术的实现方案进行设计，从充电效率、安全性以及操作便捷性三个方面进行探讨。
首先，为了提高电动汽车无线充电的效率，我们可以采用谐振式无线充电技术。
该技术利用谐振电路的特性，在发射端和接收端之间实现高效的能量传输。
具体实现方案包括以下几个步骤：第一步，设计发射端的谐振电路。
通过合适的电容、电感和电阻参数选择，使得发射端谐振电路的谐振频率与接收端相匹配，从而实现最大功率传输。
发射端还需要安装一个高频振荡器，用于产生高频电磁场。
第二步，设计接收端的谐振电路。
接收端谐振电路中的电容和电感参数需要与发射端相同，以便实现能量的高效接收和转换。
同时，接收端还需要安装一个电能变换器，将接收到的高频电能转换成低频直流电能，供电给电动汽车进行充电。
第三步，设计完整的无线充电系统。
通过合理布置发射端和接收端的位置，保证电磁场的传输和接收的准确性和稳定性。
此外，还需考虑系统的功率管理和安全控制，确保充电过程的安全性和稳定性。
其次，为了保证电动汽车无线充电过程的安全性，我们需要采取一系列措施来防止潜在的安全风险。
具体方案包括以下几个方面：首先，采用闭环反馈控制系统。
通过在发射端和接收端分别安装传感器，实时监测电力传输过程中的各项参数，如电流、电压、功率等。
一旦检测到异常情况，如电流过大或电压异常波动，系统将自动停止充电，以避免潜在的安全事故。
其次，加密和身份验证。
在无线充电系统中引入加密和身份验证技术，保证只有经过授权的电动汽车才能接收能量。
这样可以避免非法使用和不当操作，进一步提高充电过程的安全性。
再次，定期维护和检测。
电动汽车无线充电技术研究与实现
电动汽车无线充电技术研究与实现1、引言随着全球环境问题的日益严重以及能源危机的迫在眉睫，电动汽车越来越受到人们的关注。
然而，目前电动汽车充电的主要方式仍然是有线连接充电，这种方式存在许多不便之处，如充电线杂乱、插拔麻烦等。
因此，无线充电技术逐渐成为电动汽车充电领域的研究热点。
本文将对电动汽车无线充电技术进行研究与实现。
2、电动汽车无线充电技术的原理无线充电技术是通过电磁波传输能量的方式，将电能从充电桩传输到电动汽车中。
主要包括两个部分，即传输端和接收端。
2.1 传输端传输端是指充电桩或者充电底座，它通过发射器将电能转换为电磁波，然后将电磁波传输到接收端。
在传输端，充电桩通过直流电源将电能转换为高频交流电能，并使用谐振电路将电能转换为适合传输的电磁波。
然后，电磁波通过天线或者线圈天线发射出去，传输到接收端。
2.2 接收端接收端是指电动汽车上的接收设备，它通过接收天线或者线圈天线接收传输端发出的电磁波，并将电磁波转换为直流电能，充入电动汽车的电池中。
在接收端，电动汽车上的接收装置通过谐振电路将接收到的电磁波转换为适合充电的直流电能，并将其存储在电动汽车的电池中。
3、电动汽车无线充电技术的优势相比有线充电方式，电动汽车无线充电技术具有以下几个优势：3.1 便捷性无线充电技术消除了传统充电线的使用和插拔的麻烦，用户只需将电动汽车停放在充电座上，无需进行任何操作，即可实现电动汽车的充电。
3.2 安全性无线充电技术通过电磁波传输能量，使充电过程中没有电流的流动，减少了电击和触电的风险。
同时，无线充电技术可以实现对接收设备的监测和控制，确保充电的安全性。
3.3 效率高无线充电技术采用谐振电路将电能转换为适合传输的电磁波，能量损失较小，充电效率较高。
此外，无线充电技术还可以实现动态充电，即在行进中为电动汽车进行充电，充电效率进一步提高。
4、电动汽车无线充电技术的挑战尽管电动汽车无线充电技术具有诸多优势，但也面临一些挑战，主要包括以下几个方面：4.1 传输效率由于电磁波传输能量的方式存在能量损失，因此无线充电技术的传输效率较有线充电方式低。
一种电动汽车静态双向无线充电系统集成拓扑结构[发明专利]
![一种电动汽车静态双向无线充电系统集成拓扑结构[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/a2328dcd900ef12d2af90242a8956bec0975a5b5.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011321854.1(22)申请日 2020.11.23(71)申请人 哈尔滨工业大学地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人 那拓扑 徐国强 唐佳棋 李为汉 朱春波 (74)专利代理机构 哈尔滨华夏松花江知识产权代理有限公司 23213代理人 杨晓辉(51)Int.Cl.B60L 53/12(2019.01)B60L 53/122(2019.01)H02J 50/12(2016.01)(54)发明名称一种电动汽车静态双向无线充电系统集成拓扑结构(57)摘要一种电动汽车静态双向无线充电系统集成拓扑结构，属于电动汽车无线充电技术领域。
本发明解决了现有电动汽车双向无线充电系统接收端变换器拓扑结构复杂，及大功率无线充电系统车载部分谐振补偿网络电感体积大的问题。
它的发射端谐振补偿网络通过电力电子变换器连接电网；电动汽车电机的一条电源线同时接收端谐振补偿网络的一条电源线和开关S9的一端，开关S9的另一端同时连接接收端谐振补偿网络开关S8的一端和三相逆变桥一个桥臂的中点；开关S8的另一端连接接收端谐振补偿网络的另一条电源线；电动汽车电机的另外两条电源线分别连接三相逆变桥另外两个桥臂的中点，三相逆变桥通过复用高压Boost变换器单元与电池连接。
本发明适用于电动汽车静态双向无线充电使用。
权利要求书2页 说明书5页 附图2页CN 112455251 A 2021.03.09C N 112455251A1.一种电动汽车静态双向无线充电系统集成拓扑电路，其特征在于，包括耦合机构补偿网络、三相逆变桥(4)、复用高压Boost变换器单元(6)、电池(7)和电力电子变换器(5)；耦合机构补偿网络包括发射端谐振补偿网络(3)和接收端谐振补偿网络(2)；发射端谐振补偿网络(3)与接收端谐振补偿网络(2)进行无线电能传输；发射端谐振补偿网络的电能输入输出端连接电力电子变换器(5)的一侧电能输出输入端；电力电子变换器(5)的另一侧电能输出输入端连接电网；电动汽车电机(1)的一条电源线同时连接接收端谐振补偿网络(2)的一条电源线和开关S9的一端，开关S9的另一端同时连接接收端谐振补偿网络(2)开关S8的一端和三相逆变桥(4)一个桥臂的中点；开关S8的另一端连接接收端谐振补偿网络(2)的另一条电源线；电动汽车电机(1)的另外两条电源线分别连接三相逆变桥(4)另外两个桥臂的中点，所述三相逆变桥(4)的输入输出端通过复用高压Boost变换器单元(6)与电池的正负极连接。
《电动汽车无线充电系统的优化设计》
《电动汽车无线充电系统的优化设计》一、引言随着科技的进步和环保理念的深入人心，电动汽车（EV）已成为现代交通领域的重要发展方向。
无线充电技术作为电动汽车充电方式的一种创新，其优化设计对于推动电动汽车的普及和可持续发展具有重要意义。
本文将探讨电动汽车无线充电系统的优化设计，旨在提高充电效率、降低成本、增强系统稳定性和安全性。
二、当前无线充电系统的问题与挑战当前电动汽车无线充电系统虽然取得了一定的技术进步，但仍存在一些问题与挑战。
主要问题包括：1. 充电效率：现有的无线充电系统充电效率相对较低，影响用户的使用体验和电动汽车的推广。
2. 成本问题：无线充电系统的建设和维护成本较高，制约了其广泛应用。
3. 系统稳定性与安全性：在复杂环境下，无线充电系统的稳定性和安全性有待进一步提高。
三、优化设计思路与策略针对上述问题，本文提出以下优化设计思路与策略：1. 提高充电效率：通过改进无线充电系统的磁场耦合、谐振技术和电路设计等，提高充电过程中的能量传输效率。
2. 降低成本：通过优化系统结构、采用低成本材料和大规模生产等方式，降低无线充电系统的建设和维护成本。
3. 增强系统稳定性和安全性：采用先进的传感器技术和智能控制算法，实时监测系统状态，确保充电过程的稳定性和安全性。
四、具体优化设计方案（一）磁场耦合优化通过改进磁场耦合结构，如采用多线圈设计、优化线圈布局等方式，提高磁场耦合效率，从而提高充电过程中的能量传输效率。
（二）谐振技术优化采用高频谐振技术，通过精确匹配谐振频率和阻抗，减少能量传输过程中的损耗，提高充电效率。
（三）电路设计优化优化无线充电系统的电路设计，采用高效能、低损耗的电子元件和电路拓扑结构，降低系统能耗，提高充电效率。
（四）智能控制算法应用引入智能控制算法，如模糊控制、神经网络等，实时监测系统状态，自动调整充电参数，确保充电过程的稳定性和安全性。
（五）材料与结构优化采用轻质、高强度的材料制作无线充电系统部件，降低系统重量和体积；同时，优化系统结构，提高系统的紧凑性和可靠性。
电动汽车无线充电系统的研究与设计
电动汽车无线充电系统的研究与设计随着环保意识的提高和新能源汽车市场的快速发展，电动汽车成为未来出行的主要选择之一。
与传统燃油汽车相比，电动汽车具有零排放、低噪音和高效能等优势，然而，目前电动汽车的充电方式仍然存在一些不便之处，如充电设备的耐久性、充电速度以及充电桩数量不足等问题。
为解决这些问题，无线充电技术应运而生，并逐渐成为电动汽车充电方式的研究热点。
无线充电技术是指通过电磁感应实现电能的传送，将电能从充电桩无线传输到电动汽车上。
相比有线充电方式，无线充电具有更高的充电效率和便捷性。
无线充电技术的研究主要集中在两个方面：电磁场能量传输和网络通信控制。
首先，电磁场能量传输是无线充电技术的核心。
通过电磁感应原理，充电桩产生的电磁场能量被传输到电动汽车上的接收线圈。
这里涉及到电磁感应原理、线圈设计以及功率调整等关键技术。
在电磁感应原理方面，需要考虑电磁场的传输效率和安全性。
为了提高传输效率，可以使用高频电磁场来减小能量传输时的能量损耗和电磁波辐射。
在电磁辐射方面，需要使用屏蔽措施来减小对周围环境和人体的干扰。
此外，线圈设计也是无线充电系统的重要组成部分。
通过合理设计接收线圈和充电桩线圈的形状、大小和布局，可以提高能量传输的效率。
特别是在电动汽车的底盘设计上，应考虑到线圈的安装位置和角度，以便实现更好的联接效果。
针对无线充电中的能量调整问题，需要考虑系统的功率管理策略和充电效率控制。
由于能量传输的安全性和稳定性，充电功率的调整成为无线充电系统中的一个重要问题。
为了实现高效能和低成本的充电，可以使用智能控制算法和可调节功率设备来实现不同充电需求的实时调整。
其次，网络通信控制是无线充电系统研究的另一个关键方面。
通过网络通信，可以实现充电设备之间的信息交互和充电过程的监控控制。
这方面的研究包括充电桩的网络连接、无线充电通信协议以及充电过程的远程控制等。
在无线充电桩的网络连接方面，需要考虑到通信技术和设备的适配性。
电动汽车无线充电系统设计与优化
电动汽车无线充电系统设计与优化一、引言随着环保意识的提高，电动汽车作为一种零排放的交通工具，逐渐成为人们使用的主流选择之一。
然而，传统的充电方式需要使用有线连接充电器，这在一定程度上限制了电动汽车的使用便利性。
无线充电系统的应用，能够解决传统充电方式的不便之处，提升用户的充电体验。
本文将针对电动汽车无线充电系统进行设计与优化的相关内容进行探讨。
二、电动汽车无线充电系统的构成电动汽车无线充电系统主要由三个部分构成：电源模块、传输模块和接收模块。
电源模块是无线充电系统的能量来源，一般由市电供电或太阳能光伏发电等能源提供。
传输模块负责将能量传输至接收模块，其中最常用的技术是电磁感应。
接收模块则用于接收传输模块传来的能量并进行充电。
三、电动汽车无线充电系统设计要点1. 传输效率优化无线充电系统中最重要的指标之一便是传输效率，即从电源模块到接收模块的能量传输效率。
为了提高传输效率，可以采取以下措施：合理选择传输距离和功率，保证传输效率在合理范围内；优化电源模块和接收模块的设计，减小电能的损耗和泄漏。
2. 安全性保障电动汽车无线充电系统的安全性非常重要。
在设计过程中，应考虑如何保障系统安全。
例如，可以加入防止过热的措施，以防止电池过度放电或温度过高。
同时，还需考虑如何避免电源模块和接收模块的过电流或过电压现象，保证充电过程中的安全性。
3. 兼容性设计为了提升用户的充电体验，兼容性设计是重要的一环。
无线充电系统设计时，应考虑接收模块的兼容性，以适应不同品牌和型号的电动汽车。
同时，还需确保接收模块能够适应不同环境条件，并具备快速充电和智能充电功能，提升用户的使用便利性。
四、电动汽车无线充电系统优化方法1. 材料优化在电动汽车无线充电系统的设计过程中，合理选择材料是非常重要的。
例如，选择高导电材料作为传输模块的导电线圈材料，以提高能量传输效率。
此外，适当选择具有较低温度系数的材料，可以降低材料因温度变化而引起的功率损失。
电动汽车无线充电系统的研制及性能优化共3篇
电动汽车无线充电系统的研制及性能优化共3篇电动汽车无线充电系统的研制及性能优化1电动汽车无线充电系统的研制及性能优化随着电动汽车的普及，充电问题也成为了关注的焦点。
传统的充电方式需要以有线方式连接，而无线充电系统则更为便捷和环保。
因此，电动汽车无线充电系统的研制和性能优化具有极高的研究和应用价值。
电动汽车无线充电系统主要由发射器和接收器两部分组成，发射器主要负责产生电磁场，接收器通过电磁感应原理实现能量传输，并将传输的能量储存至电池中。
一方面，无线充电系统需要具备高效率，能够实现快速充电；另一方面，充电过程中需要保证电磁波的安全性，避免对人体健康产生影响，同时还需要考虑市场成本，维修质量等多个方面。
目前国际上已经开展了大量关于无线充电系统的研究，但是在实际应用中还存在很多问题需要解决。
例如，无线充电系统能够实现快速充电，但是在充电过程中产生的磁场对人体健康是否有危害，需要进一步探讨。
此外，无线充电系统还面临充电效率低、充电距离短等问题。
为了解决这些问题，国内外的研究人员提出了多种改进措施。
一方面，针对充电效率低的问题，可以采用场耦合技术，通过对电磁场的优化，提高传输效率；另一方面，可以采用多重共振技术，实现更加高效的能量传输。
同时，为了改善无线充电系统的安全性问题，可以采用降低磁场强度和控制充电时间、距离等措施，避免电磁波对人体健康的影响。
基于以上的研究和理论基础，国内外多家企业和机构也在进行无线充电系统的研发工作。
例如，日本电气公司已经成功研发出一种高效的无线充电系统，其充电效率达到了90%以上。
同时，美国特斯拉公司也加速了无线充电系统的布局，旨在提供更加便利的充电体验。
总的来说，无线充电系统的研究和应用具有广阔的发展前景。
虽然目前还存在许多问题需要解决，但是通过跨领域、多学科的合作研究，无线充电系统的性能和应用效果将有望不断提升无线充电系统是未来发展的重点领域之一，虽然还存在很多问题需要解决，但是新的技术和理论的不断涌现为其发展提供了有力的保障。
电动汽车无线充电器系统设计与实现
电动汽车无线充电器系统设计与实现近年来，电动汽车已经成为了人们日常生活中的重要交通工具，而在电动汽车无线充电技术的应用下，其使用体验也越来越便利。
目前市面上已有一些无线充电器系统产品，但它们的适用于车辆种类和功率需求有一定限制。
本文将介绍一种基于磁共振原理的电动汽车无线充电器系统的设计理念和实现方法。
一、无线充电技术的原理分析现阶段应用于电动汽车的无线充电技术主要有电磁感应原理和磁共振原理两种。
其中电磁感应原理的实现过程是以相互感应解决电流传输的，即有线圈作为传输媒介，通过磁场的相互作用来实现电流的传递，最终达到充电的目的。
而磁共振原理是利用 circuit 振荡器驱动感应线圈，进而驱动空气介质的自振来传输电力。
这种方式能够避免使用有线圈，能够提升电力传输的效率。
二、磁共振无线充电技术适用于电动汽车的原因磁共振无线充电技术有一个很大优势，就是适应性强。
由于该技术的基础是通过磁场相互作用传递电能，因此它受到金属屏障或障碍物的影响比较小，有较强的穿透力。
同时，磁共振无线充电技术还具有比较高的转换效率，一次充电可以比较快地获得更多的电能补充。
这些特性能够大幅度增加电动汽车的可用性，让其在日常生活中得到更广泛的应用。
三、系统设计方案本电动汽车无线充电器系统是基于磁共振原理的，并且采用了变压器结构。
变压器主要根据电磁感应原理，利用线圈和铁心的相互作用来实现电能的传递，而本系统就是通过这个特点奠定了基础。
电动汽车无线充电器系统由两个主要组件组成：充电器和车辆接收端。
1. 充电器的设计充电器的设计是承载整个系统的核心。
其主要由耦合、共振回路、变压器、电池管理器和保护装置组成。
a. 耦合和共振回路将两个压缩电容器与一个电感器串联，构成一个谐振回路；其中电感器系数和电容器的选错决定着回路的频率精确度。
当谐振（电容电感振荡）完毕 / 共振时，能够引起势光的生成和的能量的传输。
b.变压器变压器的作用是收集从电磁场中接收到的能量，并将它们转换成适配使用的电压级别。
电动汽车无线充电系统的设计与优化
电动汽车无线充电系统的设计与优化随着电动汽车的普及和市场需求的增长，无线充电技术逐渐成为新一代电动汽车充电解决方案的热门选择。
与传统有线充电相比，无线充电系统具有更高的便利性和使用效率。
在设计和优化电动汽车无线充电系统时，需要考虑许多因素，包括传输效率、安全性、成本和可靠性等。
首先，无线充电系统的设计需要考虑传输效率。
传输效率是指从充电器向电动汽车传输能量时的能量损失。
为了提高传输效率，减少能量损失，可以采用共振式无线充电技术。
共振式无线充电系统利用谐振电路来实现高效率的能量传输，可以在长距离和杂乱环境下保持高效率。
此外，适当选择工作频率和调整匹配网络也可以提高传输效率。
其次，无线充电系统的设计还需要注重安全性。
在无线充电过程中，存在一定的电磁辐射和电磁波干扰的风险。
因此，需要采取相应的安全措施来减小这些风险。
例如，在充电器和电动汽车之间应当加入屏蔽装置，防止电磁波干扰传输过程。
此外，还可以采用电磁辐射抑制技术来降低电磁辐射的水平。
通过合理设计和优化，可以提高无线充电系统的安全性，确保用户的使用安全。
优化无线充电系统的成本也是非常重要的。
降低无线充电系统的成本可以促进其市场普及和应用。
在设计和优化过程中，可以采用高性价比的电子元件和材料，选择合适的制造工艺和生产设备，以降低系统的总成本。
此外，还可以通过合理的电力管理设计来降低能耗，减少额外的成本。
通过不断地改进和创新，将无线充电系统的成本降至最低，提供更具竞争力的解决方案。
另外，无线充电系统的可靠性也是需要关注的因素之一。
电动汽车无线充电系统需要能够耐受长时间的使用和重复的充电循环。
为了提高系统的可靠性，可以采用可靠性分析和故障预测技术。
通过对系统的分析和测试，可以发现潜在的故障点和问题，并提前采取措施来防止故障发生。
同时，选用高品质的电子元件和材料，严格控制生产过程，确保无线充电系统的长期稳定运行。
综上所述，电动汽车无线充电系统的设计与优化必须考虑传输效率、安全性、成本和可靠性等因素。
电动汽车无线充电系统研究
电动汽车无线充电系统研究随着环保意识的不断提高以及电池技术的发展，越来越多的人开始关注电动汽车。
相比传统的内燃机汽车，电动汽车具有零排放、低噪音、低维护成本等优势，因此备受消费者青睐。
但是，电动汽车充电的不便利也一直是人们关心的问题之一。
为了解决这一问题，无线充电系统成为了研究和开发的热点。
一、无线充电系统的工作原理无线充电系统是一种基于磁共振原理的电力传输系统，它可以将电能通过电磁场的方式传递到电动汽车的电池中。
该系统由两个主要部分组成：基站和汽车接收模块。
基站是安装在路面下方的无线发射设备，它将电能通过电磁共振的方式发射到汽车接收模块中。
汽车接收模块则是安装在电动汽车底座下方的无线接收设备，它可以将收到的电能转化为直流电并存储到汽车电池中。
通过这种方式，电动汽车的电池可以在不用拔插充电器的情况下完成充电，大大提高了充电的便利性。
二、无线充电系统的优缺点与传统的充电方式相比，无线充电系统具有诸多优点。
首先，它可以消除插头与插座之间的磨损和氧化，大大延长了电动汽车的寿命。
其次，由于无线充电系统可以让电动汽车在移动过程中进行充电，因此可以大大提高电动汽车的使用率和行驶里程。
此外，无线充电系统也能给城市交通带来便利，减少拥堵和污染。
当然，无线充电系统也存在一些缺点。
首先，它的效率相对较低，会产生较多的热量。
其次，与有线充电模式相比，无线充电系统的成本和制造难度较高，需要在基站和汽车接收模块中加入一定的电子元器件，这可能会增加电动汽车的购买成本。
三、充电效率的提高为了提高无线充电系统的效率，目前研究者们主要考虑以下两种方法：一是提升光伏电池的充电效率，二是减少阻抗损失。
光伏电池的充电效率是指充电器中光线能转化成电能的比例，该比例越高，则充电效率越高。
阻抗损失是指由于基站和汽车接收模块之间存在距离、位置和角度等差异，导致充电电能在传递过程中受到了一定的损失，从而导致充电效率降低。
为了减少阻抗损失，研究者们主要探索了优化电力电子分配、改善建筑物环境等方式。
电动汽车无线充电技术研究与系统设计
电动汽车无线充电技术研究与系统设计随着环境保护和可持续发展的重要性越来越强调，电动汽车作为一种清洁能源交通工具已经成为未来可持续交通的重要组成部分。
然而，传统有线充电方式的不便利性和充电效率的低下限制了电动汽车的进一步普及和推广。
因此，电动汽车的无线充电技术研究与系统设计成为解决这一问题的重要课题。
无线充电技术是通过电磁场传输能量，将电动汽车的电池充电，而无需使用传统的有线连接器。
这种技术对于电动汽车的发展具有重要的意义。
首先，无线充电消除了传输线缆的使用，使得用户充电更加方便快捷。
其次，无线充电技术可以提高充电效率，减少能量的损耗。
此外，无线充电系统还可以集成智能充电管理功能，实现充电桩的智能化管理。
因此，无线充电技术的研究与系统设计具有重要的现实价值和应用前景。
针对电动汽车无线充电技术的研究，目前主要集中在电磁感应、电磁辐射和磁共振等几个方向。
电磁感应是较早应用于无线充电技术的原理，它通过变压器的电磁感应原理将能量从充电桩传输到电动汽车。
这种技术具有一定的充电效率，但由于电磁感应传输能量的距离较短，约为10厘米左右，因此需要实现精确的定位和对准。
在电磁感应技术的研究中，关键问题是提高充电效率，减少能量损耗。
电磁辐射是将电能通过电磁波传输的一种无线充电方式。
这种技术能够实现较远距离的电能传输，提高了充电的便利性。
不过，电磁辐射技术会产生辐射波，对人体和环境造成潜在的安全风险。
因此，在电磁辐射技术的研究中，需要严格控制辐射强度，确保充电过程的安全性。
磁共振技术以其较大的传输距离和较高的能量转换效率而备受关注。
磁共振充电技术利用共振现象，将传输线圈和接收线圈之间达到共振频率，从而实现高效率的能量传输。
此外，磁共振技术还能够通过改变传输频率来适应不同类型的电动汽车充电需求。
但是，磁共振技术对传输线圈之间的对准要求较高，对于用户的使用体验有一定的限制。
在电动汽车无线充电技术的系统设计中，需要考虑多方面的因素。
深度剖析新能源汽车的无线充电技术
深度剖析新能源汽车的无线充电技术
随着科技的迅速发展，新能源汽车已经逐渐走进人们的生活，而无线充电技术作为其重要的配套设施，备受关注。
本文将深入探讨新能源汽车的无线充电技术，解析其原理、发展现状以及未来趋势。
无线充电技术的原理
无线充电技术，顾名思义，即无需通过传统的充电线缆，实现对电动汽车的充电。
其基本原理是利用电磁感应实现能量传输，通过发射端产生的电磁场感应接收端，从而实现电能的传输和充电。
发展现状
目前，无线充电技术在新能源汽车领域已经取得了显著进展。
各大汽车制造商纷纷投入研发，推出了支持无线充电技术的车型。
一些城市也建设了无线充电基础设施，为电动汽车的普及提供了便利条件。
技术挑战与解决方案
然而，无线充电技术仍然面临着诸多挑战，如能量传输效率低、成本较高等问题。
为解决这些挑战，科研人员们不断探索创新，提出了许多解决方案，如优化电磁场设计、提高传输效率等。
未来趋势
展望未来，无线充电技术有望迎来更加广阔的发展空间。
随着技术的不断进步，无线充电将变得更加高效、便捷，成为新能源汽车充电的主流方式。
随着智能网联技术的发展，无线充电将与车辆自动驾驶等技术结合，为汽车行业带来更多创新。
在未来，新能源汽车的无线充电技术将成为推动汽车产业发展的重要引擎，为环保、便捷的出行体验提供强有力支持。
新能源汽车的无线充电技术正处在快速发展的阶段，未来将成为推动汽车产业发展的重要引擎，为环保出行提供更便捷的解决方案。
电动汽车无线充电技术的研究与实现
电动汽车无线充电技术的研究与实现随着清洁能源的发展和环境保护的重视，电动汽车（EV）的市场份额逐渐增加。
然而，传统有线充电技术存在一些限制，比如充电线束的使用不便、充电时间较长等等。
为了解决这些问题，无线充电技术逐渐受到关注。
本文将深入探讨电动汽车无线充电技术的研究与实现，包括其工作原理、关键技术和应用前景。
1. 工作原理电动汽车无线充电技术基于电磁感应原理，通过在地面上或交通设施中嵌入电磁感应线圈，产生能量传输磁场。
车辆上安装有相应的电磁感应线圈接收磁场能量，并将其转化为电能，以供电动汽车充电使用。
这种无线充电技术主要分为静态无线充电和动态无线充电。
2. 关键技术2.1 磁场耦合与能量传输无线充电的关键技术之一是磁场耦合与能量传输。
通过电磁感应线圈产生的磁场，将能量传输给车辆上的电磁感应线圈。
磁场的形状、功率和传输效率是评估无线充电系统好坏的关键指标。
2.2 功率管理与电网互连在电动汽车无线充电系统中，需要实现对充电功率的管理，以确保充电的安全和高效。
此外，还需要将充电系统与电网互连，以实现充电系统的智能化和远程监控。
这些技术的发展将提高充电系统的稳定性和用户体验。
2.3 车载电磁感应线圈设计车辆上的电磁感应线圈是电动汽车无线充电系统中至关重要的组成部分。
设计车载电磁感应线圈时，需要考虑其稳定性、效率和安全性。
同时，对于不同型号的电动汽车，需要进行定制化设计，以适应不同车辆的充电需求。
3. 实现与应用无线充电技术在电动汽车领域的应用前景广阔。
首先，无线充电可以提高用户的充电体验，无需繁琐地处理充电线束，只需将车辆停在充电区域即可进行充电。
其次，无线充电还可以实现隐形充电方式，即在道路或停车场地面嵌入充电设施，使充电设备看起来像正常的交通设施或停车位。
这样的隐形充电方式将提高城市环境的美观度。
另外，无线充电系统还可以应用在公共交通工具上，如出租车、公交车等。
这些车辆在运营过程中可以通过无线充电技术进行补充电能，减少停车时间和对充电桩的依赖，提高运营效率和服务质量。
应用于电动汽车的无线电能传输系统[实用新型专利]
![应用于电动汽车的无线电能传输系统[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/52c3fcca192e45361166f5c8.png)
专利名称：应用于电动汽车的无线电能传输系统专利类型：实用新型专利
发明人：米春亭,李思奇,李维汉,邓钧君
申请号：CN201320725038.6
申请日：20131114
公开号：CN203645412U
公开日：
20140611
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型提出了一种应用于电动汽车的无线电能传输系统。
该系统可利用电动车停靠站的时间片段对电动车电池能量进行补充，从而延长电动车续航里程，并减少到充电站统一充电的次数。
其包括，无线电能发射装置3、高频功率开关和无线电能接收装置，以及相应的位置传感器，其特征在于，无线电能接收装置安装于电动汽车1底盘；所述无线电能发射装置3铺设于路面4下方；所述高频功率开关连接无线电能发射装置，位置传感器检测电动汽车最接近的无线电能发射装置位置，并控制高频功率开关闭合，启动无线电能发射装置，对电动汽车进行充电。
申请人：重庆米亚车辆技术有限公司
地址：401120 重庆市渝北区双凤桥街道长翔路16号
国籍：CN
代理机构：重庆市前沿专利事务所(普通合伙)
代理人：郭云
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探索电动汽车的无线充电技术
探索电动汽车的无线充电技术随着环境保护意识的加强和汽车行业的技术进步，电动汽车正逐渐成为一种受欢迎的出行方式。
然而，对于电动汽车的用户来说，充电仍然是一个相对繁琐的问题。
为了解决这一问题，无线充电技术应运而生。
本文将探索电动汽车的无线充电技术，以及它对未来出行的潜在影响。
一、无线充电技术的工作原理无线充电技术是一种通过电磁场传输能量的方式，让电动汽车在不用插拔线缆的情况下进行充电。
这项技术主要基于电磁感应原理，通过电磁波将能量从充电设备传输到电动汽车的电池中。
无线充电系统通常由两个主要组件组成：充电垫和电动汽车底座。
充电垫安装在地面上，而电动汽车底座则安装在车辆底部。
当车辆停靠在充电垫上时，两者之间会建立起电磁耦合，并通过电磁场传输能量进行充电。
二、无线充电技术的优势和挑战与传统有线充电方式相比，无线充电技术具有以下几个显著的优势：1.方便性无线充电技术使得用户不再需要手动插拔充电线，只需将电动汽车停靠在充电垫上即可实现充电，极大地提高了充电的便捷性和效率。
2.适用性无线充电技术可以在各种环境下使用，无论是在家庭、工作场所还是公共充电站，用户都能够享受到方便快捷的充电服务。
然而，无线充电技术也面临着一些挑战：1.效率无线传输能量的效率相对较低，因此需要更长的充电时间来实现与有线充电相同的能量输入。
长时间的无线传输也会导致能量的损失。
2.兼容性目前市场上存在不同的无线充电技术标准，这可能导致不同品牌的电动汽车之间充电设备的兼容性问题。
三、无线充电技术的未来展望随着科技的不断进步和无线充电技术的不断发展，相信电动汽车的无线充电将会成为未来出行的趋势。
未来，我们可以预见以下几个方面的发展：1.提高充电效率科技企业正在不断研发新的无线充电技术，致力于提高能量传输的效率，以实现更快速和更高效的充电体验。
2.推动标准化为了解决无线充电设备兼容性的问题，各大汽车制造商和科技企业正在积极推动无线充电技术的标准化，以便更好地满足用户的需求。
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0 引 言
随着能源短缺和环境污染问题的加剧 ， 电动汽车作为新能源汽车已经受到广泛的关注 ． 然而受电 ［2 ］ ， ， 池容量的限制 电动汽车的续驶里程短 还需要健全的充电设施 ． 传统的充电方式为插电式， 需要携带 笨重的电缆， 容易磨损， 插电或断电时容易产生火花， 雨雪天气有触电隐患． 为解决这些弊端， 无线充电技 ［3 － 5 ］ WPT） 开始应用于电动汽车上 ． 术（ Wireless Charging， 或者 Wireless Power Transfer，
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昆明理工大学学报（ 自然科学版）
第 40 卷
无线充电技术是基于非接触式电能传输技术的充电技术 ． 主要通过电磁感应、 电磁共振、 微波和激光 等方式实现非接触式电能传输的 ． 虽然无线充电技术有多种形式， 可是一般认为适用于动力电池充电只有 然而电磁共振式 WPT 要求 电磁感应式和电磁共振式两种 ． 这两种 WPT 技术都是基于电磁感应原理， 一次侧和二次侧谐振频率相同． 电磁共振式 WPT 系统可以提高能量的有效耦合和线圈的效率， 并且其对 两线圈的相对位置变化的敏感度较电磁感应式 WPT 系统小， 更适用于电动汽车环境． 本文主要介绍了电动汽车无线充电系统 ， 分析了无线充电技术的基本原理和控制方法 ， 着重介绍了补 偿结构的选择与设计以及线圈结构的设计方法 ．
［11 ］
1 电动汽车无线充电系统
电动汽车无线充电系统主要包括四 ： 部分 带功率因素校正 （ Power Factor Correction， PFC ） 的 AC / DC 转换器、 高频 DC / AC 转换 器、 非 接 触 式 谐 振 变 换 器、 整流 器， 如图 1 所示． 首先， 工频单相或三相电 经带 PFC 功能的 AC / DC 转换器整流成高 压直流电， 然后直流电压经全桥 DC / AC 转化器转变成高频的交流方波加在非接 触式谐振变换器一次侧输入端， 这样线圈 有交流电注入而产生交变磁场， 二次侧线 圈在交变磁场中感应生成交流电 ， 再经整流成直流电， 从而给电池充电． 若采用调节一次侧前级电压的方 式调节功率， 需在一次侧 PFC 后增加降压电路 （ Buck 电路 ） ； 若希望汽车端功率可调， 需在二次侧整流器 后增加功率调节电路． 如图 1 中虚线所示． 此外， 电动汽车无线充电系统的一次侧和二次侧需要交换信息 ， 这就需要无线通信系统； 一次侧和二 次侧相对位置的变化会影响一次侧和二次侧线圈的耦合系数 ， 从而影响无线充电系统的传输功率和效率 ， 所以需要位置检测系统帮助驾驶员找到合适的停车位置 ； 当有金属或动物进入一次侧线圈和二次侧线圈 传输效率会降低甚至存在安全问题， 异物检测可以检测一次侧线圈和二次侧线圈之间是否有硬 之间时， 币、 铁块、 口香糖包装纸和小动物等， 一旦检测到异物， 系统将及时停止充电并通知驾驶员 ．
用于电动汽车的无线充电技术主要有感应耦合和电磁共振 ． 这两种技术都需要补偿网络与线圈形成 谐振电路从而构成非接触式谐振变换器 ． 一次侧线圈的补偿网络是为了使供电设备的伏安容量的等级最 小， 而二次侧线圈的补偿网络是为了提高传输功率 ． 无线充电系统的一次侧和二次侧是两个有着相互作用 的子系统． 设计无线充电系统需同时考虑一次侧和二次侧的补偿网络 ． 根据电容与线圈的连接方式有四种 基本的补偿结构 图 2 所示．
Abstract： Wireless charger （ or Wireless Power Transfer，WPT ） applied to Electric Vehicles （ EV ） is a new means of charging for EV． It is a new solution to avoid the hazards caused by charging batteries and to extend the EV driving range． A WPT system for EV application is introduced in this paper． The fundamental principles， control methods，compensation topologies and coil structures for electric vehicle WPT system are analyzed． The compensation topology，series compensation for both primary and secondary coils （ SS） ，which is applied to the resonant WPT system，is analyzed in detail． In this paper，the selection and design method for compensation topology and rectangular coils for electric vehicle WPT system as well as the simulation results，are provided as the theoretical foundation for building an electric vehicle WPT demo． Key words： wireless charging； electric vehicle； resonant WPT； compensation topology； coil design
［16 － 18 ］
其中 ω0 为额定谐振频率． 一次侧补偿电容计算方法 如表 1 所示． PS 和 PP 三种补偿方 从表 1 中可以看出 SP、 式一次侧的补偿电容 C P 都是与 M 有关的， 其中 SP 和 PP 还和负载 Ｒ L 有关． 设计 WPT 系统时， CP 都是根据某一特定的 M 和 Ｒ L 设计的． 而由于停 车位置、 车辆载荷的不同或动态充电， 一次侧和二 次侧线圈的相对位置并不是设计值， 甚至是随时 （ ） ， 间变化的 动态充电中 这就导致实际中两线圈 的耦合（ 互感 M） 并不是设计值． 并且对于电动汽 车用的动力电池， 其充电时等效负载也是随时间 变化的． 而 SS 补偿结构的谐振频率不随耦合互感 M 和负载 Ｒ L 的变化而变化． 在 WPT 系统的实际应用中， 为了提高输出 电压或电流能力， 参数变化和系统频率的鲁棒 19］ 性， 还常用混合型补偿结构， 如文献［ 中的双 边 LCC 补偿结构． 本研究采用 SS 补偿的电磁共振式无线充 电系统． SS 补偿的无线充电系统结构较为简单 ， 本文着重对 SS 补偿结构进行分析和设计． 图 3 为 SS 补偿结构的可控电压源模型． 若所有元器件都是理想的， 输入电压与电流同相位， 系统处于谐振状态， 且只考虑一次谐波， 以输入电 压 U AB 作为参考， 由 KCL / KVL 可以得到： U ab U ab U AB U AB 1 * I1 = = I2 = = P out = P in = Ｒe { U AB ·I1 U U }= ∠0 ° ， ∠90 ° ， j ω0 M ω0 M j ω0 M ω0 M ω0 M AB ab
第6 期
李维汉， 赵
［15 ］
韩， 张
坤， 等： 电动汽车无线充电系统分析与设计
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现软开关 ． 该控制方法较为复杂， 适用于电磁感应式 WPT 系统， 且多用于小功率调节．
3 电动汽车无线充电补偿结构设计
［8 － 10 ］ 、 游戏遥控器、 笔记本电脑、 平板电脑和植入式医疗设备 等． 国内外多所研究机构和多家汽车生产商已经开始研究无线充电技术在汽车上的应用 ， 尤其是应用无线 ［1 ］
无线充电技术已经可以应用于手机
［6 ， 7 ］
可以满足各种气候 充电Байду номын сангаас术给电动汽车动力电池充电 ． 无线充电技术省去了插头带来的麻烦和安全隐患 ， 还可以实现动态充电， 弥补电动汽车续驶里程短的缺点 ． 和环境条件下的充电，
第 40 卷 第 6 期 2015 年 12 月
昆明理工大学学报（ 自然科学版） Journal of Kunming University of Science and Technology （ Natural Science Edition）
Vol． 40 No. 6 Dec． 2015
doi： 10． 16112 / j． cnki． 53 － 1223 / n． 2015． 06． 011
［12 ］
．
（ 3 ） 改变输入电压． 通过调节 WPT 谐振变换器输入电压来控制传输功率． 这种控制方法适用于大功 ［13 ］ 率电磁共振式 WPT 系统． 但需增加额外的升压变换器或降压变换器 ． 本文即采用该方法 ． （ 4 ） 移相控制． 其控制效果类似于改变输入电压 ． 移相控制技术是通过改变开关管的导通角来改变其 ［14 ］ 导通时间的技术． 该控制技术的开关频率不变， 避免了频率失控的问题， 适用于电磁共振式 WPT 系统 ． 但无法保证全范围的软开关． （ 5 ） 锁相环控制（ Phase Locked Loop，PLL） ． 该控制策略需结合 PWM 控制． 这种控制方法在调节 PWM 来调节传输功率的基础上利用 PLL 调节工作频率来实现软开关． PLL 通过测量输入电流， 计算输入电流的 过零信号与输入电压之间的相位差 ， 并且调节变换器的工作频率， 将这个相位差锁定为一个定值， 从而实
Analysis and Design of Wireless Charging System for Electric Vehicles
LI Weihan，ZHAO Han，ZHANG Kun，JIANG Hao
（ School of Mechanical and Automotive Engineering，Hefei University of Technology，Hefei 230009 ，China）
电动汽车无线充电系统的分析与设计