电动车无线充电系统最大功率实现的研究【字数：11332】
随着世界经济的扩张，交通运输业也得到了极大的发展，消耗了大量的能源，这对环境造成了极大的污染。燃油汽车是交通运输业的主要部分。因此，电动汽车进入了高速发展的时代，但仍然存在着许多问题，造成了很多不便，充电困难就是其中主要的一项问题。如今的电动汽车，大多数依赖于充电桩来充电，但充电桩存在一系列问题。无线能量传输技术与以往的充电技术不同，它不需要使用导线，解决了充电桩天气恶劣、空间大、收费时间长、造价高等问题。电磁谐振式无线电能传输技术，是一种全新的电能传输技术。它由美国麻省理工学院教授索尔贾希克提出。实现在非辐射场区通过磁谐振耦合的方式无线中距离能量传输。它具有非辐射性，能够避免能量在空间中消耗。本文将电动汽车作为主要研究对象，对电磁谐振式无线电能传输技术进行了分析和研究。主要进行以下几项主要工作（1）分析课题的研究背景，介绍电动汽车的发展趋势以及优缺点，介绍电电磁谐振式无线电能传输技术以及它的优势和它能解决的社会问题。对现有的几种无限能量传输技术进行介绍，分析电磁谐振式无线电能传输技术的国内外研究现状。（2）分析电磁谐振式无线电能传输技术的物理基础，建立电路等效模型从而研究，深入理解电磁谐振式无线电能传输技术的电路理论，并对两种谐振电路进行研究。（3）研究影响传输功率的主要因素，主要分析激励源电压、导线线径和传输距离等几个因素对传输功率的影响。（4）使用MATLAB软件对理论分析得到的结论进行验证。
目 录
1.绪论 1
1.1课题的研究背景 1
1.2无线能量传输技术 1
1.2.1无线电能传输技术的分类 1
1.2.2电磁感应式无线电能传输技术 2
1.2.3微波式无线电能传输技术 2
1.2.4电磁谐振式无线电能传输技术 2
1.3 国内外研究现状 3
1.3.1国外研究现状 3
1.3.2国内研究现状 5
1.4论文的主要研究内容 7
1.5本章小结 7
2.电磁谐振式无线电能传输技术的理论 8
2.1电磁谐振式无线电能传输技术的原理 8
2.1.1物理基础 8
2.1.2基本原理 9
2.2电路分析 10 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
2.2.1电路等效模型 10
2.2.2串联谐振电路 11
2.2.3并联谐振电路 12
2.2.4两种谐振电路的区别 13
2.3本章小结 14
3.提高功率的研究 15
3.1激励源电压 15
3.2导线线径 16
3.3传输距离 16
3.4本章小结 17
4.仿真实验 18
4.1验证激励源电压和传输功率的关系 18
4.1.1理论分析 18
4.1.2仿真 18
4.2验证导线线径和和传输功率的关系 19
4.2.1理论分析 19
4.2.2仿真 20
4.3验证传输距离和传输功率的关系 21
4.3.1理论分析 21
4.3.2仿真 22
4.4本章小结 23
5.总结 24
参考文献 25
致谢 26
1.绪论
1.1课题的研究背景
无线电能传输技术不需要使用导线，可以克服许多传统供电技术存在的问题，如流动性差，环境恶劣，容易造成火花，电线裸露等问题。能够安全的在易燃易爆的环境和为水下油田井下供电，它不但广泛应用于煤矿、石油、天然气、军事、电动汽车、海洋中等领域，而且在医院、火车站等民用领域具有重要的应用价值。
电磁谐振式无线电能传输技术与其他无线电能量传输技术有很大的不同，这项技术由美国麻省理工学院教授索尔贾希克提出，实现在非辐射场区通过磁谐振耦合的方式无线中距离能量传输。
非辐射性是它的一个重要特点，在合适的设计与控制下系统将不向外辐射电磁波，以免能量将避免在空间中消耗。当系统中有发射器时，就没有接收器，那么系统损耗就是发射端的自身热损耗和极少量空间损耗，当接收端在有效范围内，能量开始传输。在适当的功率和距离和频率，传输效率可以达到百分之九十。
随着世界经济的发展，交通运输业也得到了极大的发展，消耗了大量的能源，这对环境造成了极大的污染。燃油汽车是交通运输业的主要部分。燃油汽车是交通运输业的主要部分，大量氮氧化合物、硫氧化合物汽车在消耗燃油的同时产生。面对两重问题，环境的破坏以及能源的减少，迫切需要找到新的方法，以减轻目前的问题。
电动汽车由电力驱动。减少了对化石燃料的消耗，更为经济和环保，因此进入了世界各大政府，能源公司，汽车生产商的视线。
充电是使用电动汽车的重中之重。如今的电动汽车，大多数依赖于充电桩来充电，但充电桩存在一系列问题。如容易被气候变化影响、占用面积大、充电时间长、造价高等一系列问题，严重影响了电动汽车的使用。因而，产生了对简单、迅速的充电方式的须求。无线电能传输技术给了我们其他的选择。选择无线电能传输技术将使我们避免了只能在固定地点，有限的空间内充电的烦恼，具有成本低、占地少等优点，即充即用，方便快捷。
1.2无线能量传输技术
1.2.1无线电能传输技术的分类
无线电能传输技术是一类新型的能量传输技术，它告别了传统的电线，可以实现两个非物质接触器之间的电力传输。从理论上我们可以将其展开成三个类型，它们是电磁感应式无线电能量传输技术、微波式无线电能量传输技术和电磁谐振式无线电能传输技术。
1.2.2电磁感应式无线电能传输技术
电磁感应式无线电能传输技术（Magnetic Coupling Inductive Wireless Power Transfer）是根据法拉第的电磁感应原理（Electromagnetic induction）实现电能在两个非物理接触的线圈之间的传输。
电磁感应无线电能量传输的原理是将两个线圈放置在一起，形成一个谐振回路。当一个线圈中流过一定频率的电流时，它的四周会产生交变磁场，此时在该磁场范围内的另一个线圈会因为电磁感应定律产生感应电动势，从而产生能量，完成了两个线圈之间的电能传输。
电磁感应无线电能量传输技术在频率约为几十千赫的情况下运作，在该频段传输效率高，但电磁感应无线电能量传输技术存在局限性。这种传输技术要求线圈具有很高的中性点。它需要两个线圈的轴线高度重合。一旦出现一点误差，就会使传输效率下降。另外这项技术的传输距离非常短，只有几厘米。随着线圈间距的增大，两线圈之间的传输功率会极速下降。因此，电磁感应无线电能量传输技术通常对距离短、中性点要求高。
目 录
1.绪论 1
1.1课题的研究背景 1
1.2无线能量传输技术 1
1.2.1无线电能传输技术的分类 1
1.2.2电磁感应式无线电能传输技术 2
1.2.3微波式无线电能传输技术 2
1.2.4电磁谐振式无线电能传输技术 2
1.3 国内外研究现状 3
1.3.1国外研究现状 3
1.3.2国内研究现状 5
1.4论文的主要研究内容 7
1.5本章小结 7
2.电磁谐振式无线电能传输技术的理论 8
2.1电磁谐振式无线电能传输技术的原理 8
2.1.1物理基础 8
2.1.2基本原理 9
2.2电路分析 10 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
2.2.1电路等效模型 10
2.2.2串联谐振电路 11
2.2.3并联谐振电路 12
2.2.4两种谐振电路的区别 13
2.3本章小结 14
3.提高功率的研究 15
3.1激励源电压 15
3.2导线线径 16
3.3传输距离 16
3.4本章小结 17
4.仿真实验 18
4.1验证激励源电压和传输功率的关系 18
4.1.1理论分析 18
4.1.2仿真 18
4.2验证导线线径和和传输功率的关系 19
4.2.1理论分析 19
4.2.2仿真 20
4.3验证传输距离和传输功率的关系 21
4.3.1理论分析 21
4.3.2仿真 22
4.4本章小结 23
5.总结 24
参考文献 25
致谢 26
1.绪论
1.1课题的研究背景
无线电能传输技术不需要使用导线，可以克服许多传统供电技术存在的问题，如流动性差，环境恶劣，容易造成火花，电线裸露等问题。能够安全的在易燃易爆的环境和为水下油田井下供电，它不但广泛应用于煤矿、石油、天然气、军事、电动汽车、海洋中等领域，而且在医院、火车站等民用领域具有重要的应用价值。
电磁谐振式无线电能传输技术与其他无线电能量传输技术有很大的不同，这项技术由美国麻省理工学院教授索尔贾希克提出，实现在非辐射场区通过磁谐振耦合的方式无线中距离能量传输。
非辐射性是它的一个重要特点，在合适的设计与控制下系统将不向外辐射电磁波，以免能量将避免在空间中消耗。当系统中有发射器时，就没有接收器，那么系统损耗就是发射端的自身热损耗和极少量空间损耗，当接收端在有效范围内，能量开始传输。在适当的功率和距离和频率，传输效率可以达到百分之九十。
随着世界经济的发展，交通运输业也得到了极大的发展，消耗了大量的能源，这对环境造成了极大的污染。燃油汽车是交通运输业的主要部分。燃油汽车是交通运输业的主要部分，大量氮氧化合物、硫氧化合物汽车在消耗燃油的同时产生。面对两重问题，环境的破坏以及能源的减少，迫切需要找到新的方法，以减轻目前的问题。
电动汽车由电力驱动。减少了对化石燃料的消耗，更为经济和环保，因此进入了世界各大政府，能源公司，汽车生产商的视线。
充电是使用电动汽车的重中之重。如今的电动汽车，大多数依赖于充电桩来充电，但充电桩存在一系列问题。如容易被气候变化影响、占用面积大、充电时间长、造价高等一系列问题，严重影响了电动汽车的使用。因而，产生了对简单、迅速的充电方式的须求。无线电能传输技术给了我们其他的选择。选择无线电能传输技术将使我们避免了只能在固定地点，有限的空间内充电的烦恼，具有成本低、占地少等优点，即充即用，方便快捷。
1.2无线能量传输技术
1.2.1无线电能传输技术的分类
无线电能传输技术是一类新型的能量传输技术，它告别了传统的电线，可以实现两个非物质接触器之间的电力传输。从理论上我们可以将其展开成三个类型，它们是电磁感应式无线电能量传输技术、微波式无线电能量传输技术和电磁谐振式无线电能传输技术。
1.2.2电磁感应式无线电能传输技术
电磁感应式无线电能传输技术（Magnetic Coupling Inductive Wireless Power Transfer）是根据法拉第的电磁感应原理（Electromagnetic induction）实现电能在两个非物理接触的线圈之间的传输。
电磁感应无线电能量传输的原理是将两个线圈放置在一起，形成一个谐振回路。当一个线圈中流过一定频率的电流时，它的四周会产生交变磁场，此时在该磁场范围内的另一个线圈会因为电磁感应定律产生感应电动势，从而产生能量，完成了两个线圈之间的电能传输。
电磁感应无线电能量传输技术在频率约为几十千赫的情况下运作，在该频段传输效率高，但电磁感应无线电能量传输技术存在局限性。这种传输技术要求线圈具有很高的中性点。它需要两个线圈的轴线高度重合。一旦出现一点误差，就会使传输效率下降。另外这项技术的传输距离非常短，只有几厘米。随着线圈间距的增大，两线圈之间的传输功率会极速下降。因此，电磁感应无线电能量传输技术通常对距离短、中性点要求高。
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