电动汽车静态无线充电技术研究综述(上篇)

电动汽车(EV)以其清洁节能、低噪声、起步平稳等特点受到了广泛关注,而无线充电技术具有安全、便捷等优点,是电动汽车供电技术未来发展的趋势之一。该文首先对国内外电动汽车静态无线充电技术研究成果及产业现状进行综述;然后系统地介绍国内外电动汽车无线充电的相关标准以及电磁安全性研究的进展;最后指出电动汽车静态无线充电技术在商业化过程中亟待解决的问题及今后产业的发展趋势。

电动汽车静态无线充电技术研究综述(下篇)

电动汽车静态无线充电技术以其操作方便、安全灵活和维护成本低等优点,受到了越来越多的关注。该文从磁耦合机构、补偿网络、电力电子变换器以及系统建模与优化控制等方面对电动汽车静态无线充电的关键技术进行了详细分析,指出了电动汽车无线充电技术亟待解决的问题,并讨论了今后的发展趋势,旨在为电动汽车静态无线充电技术的研究提供方向。

空间约束下电动汽车无线充电系统磁耦合结构优化

电动汽车无线充电系统在尺寸大小与位置偏移等因素的影响下,会导致系统传输能力下降。为了在空间约束条件下提升系统的输出功率、传输效率及抗偏移能力,针对位置偏移与底盘高度不同的实际情况,在经典D4线圈的基础上分别设计了收发端非对称D4和收发端非对称D4Q双层线圈磁耦合结构,以提高耦合系数和抗偏移能力。在不同方向的偏移和旋转的情况进行仿真测试,表明收发端非对称D4Q双层线圈在出现横向偏移300 mm、纵向偏移400 mm、传输距离230 mm和旋转偏移45°以内具备无线电能传输能力。通过搭建实验平台对偏移进行测试与验证,结果表明,所提出的收发端非对称D4Q磁耦合结构的最大输出功率相对于收发端对称D4磁耦合结构增加约60.34%,最大传输效率增大11%。

基于太阳能和风能的无线充电站建模和电动汽车充电需求预测

电动汽车(Electric vehicle, EV)和新能源发电相结合,有助于推动可持续能源转型,减缓气候变化,实现环境友好的能源利用和交通方式.为了在未来几年彻底取代传统燃油汽车,必须解决EV的充电和续航问题.为此,提出了基于太阳能和风能的EV无线充电仿真模型,利用太阳能和风能对无线充电站的电池进行充电,并通过2个互耦线圈之间的感应功率对EV进行无线充电.此外,提出了基于改进深度学习算法的EV充电需求预测模型.建立基于编码器-解码器结构的注意力双向门限递归单元(Attention-based Gated Reccurent Unit, Att-BiGRU)框架,对充电站的EV充电需求进行预测.结果表明,新能源无线充电站能够提高EV充电的安全性和舒适性,且所提方法能够准确预测不同时间间隔的EV充电需求.与传统模型相比,所提改进模型在充电需求预测任务中具有更快的收敛速度和更低的误差率,能够有效解决EV充电需求的随机性和波动性.

空间约束下电动汽车无线充电系统结构优化

针对电动汽车无线充电系统在车辆底盘空间受限条件下面临的技术挑战,开展了系统的优化设计研究。通过对电磁场、小型化集成、多模态充电、智能调度、安全防护等方面进行深入分析,提出了一系列结构优化策略。研究表明:合理的线圈拓扑、磁芯材料选择可有效提升电磁耦合性能;采用先进的功率器件与集成封装技术可显著提高系统功率密度;多层多模复合充电可实现充电功率密度的大幅提升;智能调度系统可显著提高充电时间利用率;电磁屏蔽与参数优化可确保系统符合电磁安全标准。研究成果可为电动汽车无线充电产业化应用提供理论指导和技术支撑。

一种磁耦合电动汽车无线充电系统设计与实现

电动汽车无线充电(EV-WPT)技术,作为一种新型的充电方式,已成为EV充电技术领域的重要发展方向。基于SAE J2954国际标准,设计与实现了一种3.3 kW磁耦合谐振式电动汽车无线充电系统。首先通过分析无线充电系统的组成及充电过程工作状态,提出了一种磁耦合谐振式EV-WPT系统设计方案,然后针对各组成部分进行了参数设计,最后进行了实验测试。测试结果验证了系统设计方案的可行性及有效性,当传输距离为150 mm时,磁耦合机构传输效率可达89%,EV-WPT系统传输效率可达85%,完全满足SAE J2954标准要求。

电动汽车无线充电系统电磁屏蔽结构设计理论与试验研究

为研究屏蔽结构对电动汽车无线充电系统的影响,基于屏蔽效能理论建立屏蔽体厚度与屏蔽体材料参数的关系模型。根据不同厚度、不同屏蔽材料的单层屏蔽体对磁场的屏蔽效果,对比数值解与解析解,初步验证了所建立的屏蔽体厚度模型的适用性,在此基础上,提出安全电磁环境下厚度最小的复合无线充电屏蔽体结构,并通过电磁试验进行了验证。结果表明,以0.05 mm的超薄硅钢和2.52 mm的铁氧体作为双层屏蔽结构时,磁场强度达到安全限值,且传输效率达到90.92%,相较于传统铁氧体和铝板复合屏蔽结构,该结构厚度减小了1.95 mm。

电动汽车无线充电专利技术分析

【目的】无线充电是电动汽车行业发展的核心基础,对电动汽车无线充电专利技术的申请趋势、技术发展脉络进行剖析,以期掌握电动汽车无线充电专利技术的发展态势。【方法】通过专利分析,重点研究电动汽车无线充电专利申请的变化趋势、申请人区域分布、申请人排名、专利申请的技术构成等。【结果】在电动汽车无线充电技术领域,日本和韩国企业占据主导地位。其中,日本丰田、韩国现代的专利申请量具有领先优势。【结论】我国在电动汽车无线充电技术领域起步虽晚,但发展较快,涌现了国家电网、中兴新能源汽车等优势企业,但整体上专利技术缺乏核心竞争力,且面临较强的专利壁垒。

电动汽车动态无线充电系统弯道互感跌落研究及改进

针对目前电动汽车动态无线充电系统的发射线圈多采用分段导轨结构实现接力式动态无线充电,但系统在导轨切换处存在较大的互感跌落导致系统传输效率降低且在弯道处更加突出这一问题,建立弯道动态无线充电模型,通过理论分析推导原、副线圈互感与偏转角度的关系,提出1种弯道处导轨发射线圈的改进结构并进行仿真分析,搭建基于共振磁耦合的弯道动态无线充电平台并进行实验。仿真与实验结果表明,采用改进型导轨发射线圈结构后无线充电系统互感跌落现象显著减小,在偏移角度最大处系统传输效率提升了8.66%,验证了改进型线圈结构的有效性。

电动汽车无线充电系统中弯道互感优化研究

针对采用感应耦合电能传输技术的电动汽车无线充电过程中,汽车内部的能量拾取线圈在转弯过程中互感下降问题,提出使用内嵌入圆形线圈进行补偿,并通过遗传算法、理论推导和仿真验证,得到了补偿线圈最优化匝数和统一规格参数。通过搭建COMSOL Multiphysics平台、MATLAB/Simulink平台结合的仿真平台和实物实验平台,实验数据证实:在转弯时采用内嵌圆形线圈进行补偿,优化补偿后互感波动保持在±0.4%左右,由于互感波动的平稳,使得电动汽车能量拾取系统电压优化补偿后波动为3.6%。

大传输距离下电动汽车无线充电系统优化

针对无线充电系统原边线圈嵌入路面结构后耦合线圈之间的距离增大、耦合程度减弱的问题,对线圈结构进行优化,以实现大传输距离下无线电能的传输。通过电磁有限元仿真对线圈的内径、外径和匝数进行优化,提出以耦合系数为优化目标的线圈结构参数优化流程,同时,在Simulink中搭建无线充电系统的电路仿真平台,对采用优化后线圈结构的无线充电系统性能进行测试。结果表明:随着线圈内径增大,耦合系数先增大,达到峰值后迅速减小;随着线圈外径增大,耦合系数逐渐增大;在不同外径下,线圈的最优匝数均为9匝;3个参数中,增大外径是提高线圈耦合程度最有效的方式;最终优化后线圈的参数为外径480 mm、内径210 mm、匝数9匝,可以实现300 mm距离的电能传输,系统输出功率保持在2.96~3.70 kW,传输效率达到86.54%,横向容许偏移距离可达60 mm。

电动汽车磁谐振无线充电系统关键技术研究综述

无线充电技术是提高新能源电动汽车智能化的重要技术之一。在无线充电模式下,充电设备与电动汽车之间通过电磁场、激光、微波等介质进行能量传输,避免了直接电气接触。然而,如何实现高效可靠的电能传输仍然是新能源汽车无线充电技术面临的巨大挑战。磁耦合谐振无线充电技术相比其他无线充电方式具有传输距离长、性能高效、安全性高等优点。分析了目前磁耦合谐振无线充电技术的各种实现方法,并综述了电磁耦合结构、补偿网络和控制策略等方面的研究现状,同时探讨了电动汽车无线充电技术的未来发展趋势和存在的挑战。

电动汽车无线充电标准必要专利分析

针对电动汽车无线充电系统国家标准的标准必要专利,首先对无线充电标准必要专利声明进行梳理,然后对标准必要专利声明的重点企业WiTricity公司进行专利战略和专利布局分析,最后结合声明涉及的异物检测、谐振补偿及调谐控制标准,对声明专利进行标准必要性分析,明确企业所声明的标准必要专利是否实际上构成实施标准所必要的专利。

电磁辐射环境下电动汽车无线充电系统模拟平台研究

本文对无线充电电磁兼容国内外相关标准进行了分析,结合企业研发测试需求,对无线充电汽车端和充电桩端充电系统的测试要求展开研究,对研发的电动汽车无线充电系统模拟平台关键技术进行了阐述与探讨.同时,本文还在暗室环境下对无线充电系统模拟平台进行了验证,并为进一步完善、规范该系统提出了建议.

《图说电动汽车无线充电技术》

本书以电动汽车的车载无线充电系统为应用载体,依据作者的研究成果,综合国内外知名研究机构和多家企业的研究进展,对车载无线充电技术进行了分析、归纳和总结。本书图文并茂,基于科学理论对具体技术实现做出了一定简化,主要内容包括无线电能传输的基本原理、谐振补偿电路拓扑图等。

电动汽车无线充电技术研究

本研究致力于探索和优化电动汽车的无线充电技术。文章首先概述了电动汽车充电技术的当前状态和发展趋势,接着深入探讨了无线充电的基本原理,包括其工作机制和关键技术。随后,文章聚焦于电动汽车无线充电技术的发展对策,包括电路与电磁优化设计、材料与传输距离的匹配研究,以及智能充电策略和设备监测技术。通过这些研究,旨在提升无线充电效率,降低成本,增强系统的兼容性和安全性。

基于无线充电技术的电动汽车方案分析

随着科技的发展,中国电动汽车的数量不断上升。电动汽车的充电问题成为关注点,通过使用无线充电技术对电动汽车供能是一种全新的方式。本文通过系统性分析当前学术界相关的无线充电技术为电动汽车供能的文献,讨论了基础无线充电技术的原理,磁谐振耦合充电技术的原理,探讨了不同种类的无线充电技术,包括谐振耦合充电技术,微波输能技术,电磁感应充电技术,对汽车供能的优缺利弊点,创新性地设想出对汽车无线充电的未来应用和展望。本研究最后得出无线充电技术增加了对电动汽车的充电便捷程度,同时具有庞大的发展前景。

电动汽车无线充电技术研究

电动汽车无线充电技术利用电磁场传递能量,无须进行物理连接便可进行充电。这项技术主要基于磁感应和磁共振两个核心原理,并通过在发射器和接收器之间建立一个高频电磁场来传递能量。发射器将来自电网的电能转换成高频电磁能,接收器则将这些电磁能转换为电能,供电动汽车的电池使用,以此提供更加便捷和安全的充电体验。该文概述电动汽车无线充电技术原理,分析电动汽车无线充电技术模型应用,介绍电动汽车无线充电技术应用场景,以促进电动汽车无线充电技术应用水平提升。

电动汽车动态无线充电多接收线圈耦合功率波动性的研究

本文作者以电动汽车动态无线充电系统为研究对象,对功率的波动现象作了深入的研究。首先根据电路理论建立并分析电动汽车动态无线充电系统的不同数学模型,进而探究利用多接收线圈减小功率的波动。其次对多接收线圈动态耦合模型进行有限元仿真,探究动态无线充电过程中的耦合系数以及相关电参数的变化规律。最后根据仿真分析结果搭建电动汽车动态无线充电系统试验平台,分析该模型在动态无线充电过程中的传输功率波动情况。

计及电池老化特征的电动公交车静态无线充电设施布局优化

为解决既有静态无线充电(Static Wireless Charging,SWC)设施布局方案容易忽略电池老化成本的问题,提出了计及电池老化特征的电动公交车SWC设施布局优化方法。首先考虑机会充电模式下电动公交车的运行特征,建立兼顾充电设施布设成本与电池老化成本的SWC设施布局优化模型,将电池荷电状态变化区间对电池老化速率的作用机理融入模型,同时引入累积能耗约束以确保SWC设施布局方案满足公交线路运营需求;然后针对模型的计算复杂性,提出一种改进禁忌搜索(Tabu Search,TS)算法对模型进行求解,依据模型特点构造算法的初始解及邻域结构;最后设计数值算例对模型和算法进行验证。研究结果表明:SWC设施布局对电池老化具有显著影响,相比不考虑电池老化特征的常规模型,文中提出的模型可以使年均总成本降低3.8%;在现阶段电池技术与成本条件下,电池老化成本占年均总成本的比例高达72.3%;文中提出的改进TS算法较原始TS算法在求解效率上有显著提升。文中还通过灵敏度分析探讨了模型的多个关键参数对优化结果的影响,发现电池荷电状态值上界、SWC设施充电功率与年均总成本呈显著的负相关,而电池单位容量成本、SWC设施布设成本、车辆单位行驶能耗与年均总成本呈不同程度的正相关。