电动汽车电池管理系统及无线充电技术课程报告材料.doc

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1、2017年春季学期研究生课程考核（阅读报告、研究报告）考核科目:电动汽车电池管理及无线充电技术学生所在院（系）:电气工程及自动化学院学生所在学科:仪器仪表工程学生姓名:航宇学号:16S101097学生类别:应用型考核结果阅卷人2017年春季学期研究生课程考核（阅读报告、研究报告）考核科目:电动汽车电池管理及无线充电技术学生所在院（系）:电气工程及自动化学院学生所在学科:仪器仪表工程学生姓名:航宇学号:16S101097学生类别:应用型考核结果阅卷人电动汽车的无线充电技术调研学习报告航宇院（系）：电气工程及自动化学院专业：仪器仪表工程学　　号：16S101097指导教师：朱春波

2、魏国2017年3月第一章概述电能是我们日常生活中不可或缺的能源之一，我们日常生活中具有电池的装置有很多，手机、pad等电子设备快速发展，这些都是需要时常充电的设备，无线充电技术对电池设备的方便使用有着重要的作用，当前无线充电技术的发展中，机遇与挑战并存，把握相关关键技术，促进无线电技术的发展，为人类社会做贡献是当前相关研究人员的重要任务。无线充电技术指的是，电池设备在充电过程中不借助电能传送导线，利用电磁波感应原理或者其他相关的交流感应技术，在电能的发送和接收处安装相应的设备，通过设备发送和接收产生的交流信号给设备进行充电的一种新型充电技术，无线充电技术实现了不用电源线给设备

3、进行充电，极大地增加了充电的便利性，当前无线充电技术的应用还不够广泛，在其发展的过程中有机遇也有挑战，我们应当积极了解无线电技术的发展和相关关键技术。1831年，迈克尔法拉第发现了电磁感应现象，通过实验研究发现，电磁通量的变化会产生感应电动势，从而产生一定的感应电流，电磁感应现象的发现对无线充电技术的产生有着重要的指导作用。19世纪90年代，尼古拉特斯拉提出了无线电力传输的构想，这也是人类第一次的无线电力传输思想，所以人们称之为无线电能传输之父。特斯拉在构想中将地球作为导体，外导体是地球外的地球电离层，在导体和外导体之间建立低频共振的径向电磁波振荡模式，从而实现表面电磁波传输

4、能量。特斯拉的大胆构想虽然因为财力等各种原因没有实现，但其无线电力传输的思想对之后无线传输技术的发展有着重要的启蒙作用。进入21世纪以来，便携类电子产品逐渐深入到人们的日常生活中，无线充电技术随着电子产品的广泛应用得到了快速发展，各种无线充电产品的出现满足了人们日常设备的充电需要，例如各研究机构和公司研发的无线充电手机、便携式电脑等。无线充电相关关键技术也取得了长足的进步。第一章无线充电技术解决电动汽车发展难题受动力电池容量的限制，目前EV的续驶里程较短,电池充电站的建设成为制约EV应用和发展的最大瓶颈。为此，各国均大力进行充电站建设来推动EV的应用，如美国计划建设800万个

5、充电站；日本计划于2012在东京建成1000个充电站。无线充电技术将是未来电动车充电的主要方式。当前电动汽车主要的充电方式有3种，分别是普通充电的充电桩快速充电的充电站以及可更换电池的换电站。但是这3种方式都有一定的弊端。普通方式充电多为交流充电，电压220V或380V，一次需要8～10h才能充满，一个有10个位置的电站一天充30辆汽车，10万辆汽车需要大量充电站，将占用大量用地。快速充电方式多为直流充电，一次充电需要10～20min。数据显示，把35kWh的电池充电完毕大约需要250kW的充电功率，一次快速充电消耗的电能是一栋办公大楼用电负荷的5倍。一个充电站开4个充电机，

6、功率就达到“兆瓦”级，快速充电对城市电网的冲击非常大。动力电池的电气充电方法包括接触式充电和无线充电。接触式充电采用插头与插座的金属接触来导电；无线充电或称无线供电（WPT）是以耦合的电磁场为媒介实现电能传递。对于EV用WPT，即将变压器原、副边绕组分置于车外和车通过高频磁场的耦合传输电能。与接触式充电相比，WPT使用方便、安全，无火花及触电危险，无积尘和接触损耗，无机械磨损和相应的维护问题，可适应多种恶劣环境和天气。由于动力电池组输出电压较高，带来的安全隐患较多，高安全性、方便性是人们早期关注汽车WPT的主要原因。随着研发的深入,人们认识到WPT便于实现无人自动充电和移动式

7、充电，在保证所需行驶里程的前提下，可通过频繁充电来大幅减少EV配备的动力电池容量，减轻车体质量，提高能量的有效利用率；并有助于降低EV初始购置成本，解决其受制于大容量电池的高成本问题，推进EV的市场化。一般来说，实现无线充电主要通过3种方式，即电磁感应、电磁共振和无线电波。电磁感应原理的应用受制于过短的供电端和受电端距离,而另外2种方式则可能突破这一制约。国外对EV用WPT技术的研究已经取得了较好的成果。相比于接触式充电器，两者的PFC（功率因数校正）技术、动力电池充电控制及单体电池电压均衡技术基本相同