路面材料磁化对无线电能传输的能量损失效应研究

无线充电路面是将无线电能传输技术与路面结构相结合的一种新型智能路面，可使路面同时满足行驶功能和无线充电功能。设计实用的无线充电路面，需要将传输装置埋设于路面材料中，如水泥混凝土和沥青混凝土材料。无线电能传输是路面中的原边线圈和电动汽车上的副边线圈经感应耦合谐振完成的。现有无线电能传输过程都是在空气中进行的，当传输过程需要穿过路面材料时，空间介质的电磁特性对无线电能传输所产生的影响需要探究。为此，选取AC-13型沥青混凝土和C30普通硅酸盐水泥混凝土，研究分析2种路面材料的磁化性能以及对感应耦合谐振电路的能量损失效应。首先通过振动样品磁强计，对2种路面材料组成成分的磁化性能进行定量分析，接着采用LCR测试仪测量其感应耦合系数，最后搭建87 kHz的无线电能传输系统来研究能量损失效应。研究结果表明：沥青混凝土和水泥混凝土组成成分的磁化性能差异较大，水泥混凝土可视为连续的磁性介质，而沥青混凝土不连续；2种路面材料在感应耦合谐振电路中会降低感应耦合系数，且材料的磁化会使无线电能传输系统的谐振电路失谐，导致原边功率下降12.7%和14.2%，并造成能量损失；经调节谐振状态后发现，电路的谐振频率向低偏离；为了降低无线充电路面的能量损失，在设计过程中应将路面材料的磁化作为关键因素来考虑。     

电动汽车动态无线充电耦合结构设计与仿真

电动汽车动态无线电能传输问题的研究对于解决电动汽车电池瓶颈问题具有重要意义。文章依据无线电能传输原理,设计了符合实际应用条件的耦合结构,确定了耦合结构的基本参数。通过仿真计算,分析了耦合系数变化规律以及磁场强度分布特点,计算了传输功率与效率,并对无线电能传输系统提出改进建议。所提出的方法能够满足道路行驶条件,为耦合结构设计提供参考,并为电动汽车动态无线充电导轨设计提供帮助。     

电动汽车无线充电系统耦合线圈仿真分析

电动汽车无线充电技术以其运行安全、方便灵活等优点受到了越来越多的关注,为电动汽车发展提供了新鲜活力。耦合线圈是无线充电系统中电能场能转换、能量传输的关键部件,从根本上影响整个系统的性能。文章首先在有限元仿真软件Ansys Maxwell中建立耦合线圈模型,包括只有耦合线圈、带磁芯铝板的耦合线圈两种;然后针对两种模型进行仿真,分析磁芯铝板对磁场分布、互感和耦合系数的影响,同时仿真得出互感、耦合系数与耦合线圈的传输距离、偏移距离之间的关系。     

磁耦合谐振式无线充电系统的串串补偿拓扑研究

随着新能源技术及其相关基础设施的不断发展建设,电动汽车得到迅猛发展。目前电动汽车的有线充电方式和换电方式均有其不可避免的缺点,无线充电技术随之成为电动汽车的研究热点。其中磁耦合谐振式无线充电技术具有高传输效率和与汽车底盘高度的完美适配的充电距离,非常适用于新能源电动汽车的无线充电应用。然而磁耦合谐振式无线充电系统的本质是一个松耦合变压器模型,该系统存在无功功率,需要在原边线圈和副边线圈之间添加相应的补偿网络来弥补无功功率。本文针对串串型的补偿拓扑进行分析研究,建立电路模型,推导其补偿网络参数,分析研究其输出功率和传输效率特性。分析研究表明,串串型补偿拓扑结构具有较高的输出功率和传输效率,适合应用于电动汽车的无线充电。     

自动谐振的电动汽车无线充电装置

目前电动汽车充电方式多通过有线充电方式,极其限制电动汽车的普及。而无线充电技术多以电路较简单的较成熟的感应式无线充电技术为主,电磁感应的磁场发散性较强,对距离及放电受电线圈要求位置要求较高。现电动汽车充电装置的磁耦合共振无线传输系统多针对固定汽车型号。本文主要研究通过接收次级回路的参数,从而控制主回路电容调制,以自动谐振的磁耦合共振无线传输系统来实现对不同接收回路的充电,从而满足对不同型号电动汽车的充电兼容。     

基于最小二乘法的无线充电线圈自感辨识

提出了一种基于最小二乘法的新型线圈自感辨识方法,以发射端和接收端电路串联的电压型无线能量传输(即充电)系统为例,建立其非线性高阶微分方程并构建数据矩阵,通过最小二乘法获得系统的过程参数矢量,将线圈的自感辨识问题转换为系统参数辨识问题,完成无线充电系统发射端和接收端线圈的自感辨识,最后通过仿真和实验,验证了该方法的可行性。     

电动汽车无线供电系统电能发射与接收线圈优化

为解决基于感应耦合电能传输(ICPT)技术的电动汽车无线充电过程中,能量获取线圈经过发射线圈连接处时互感显著下降的问题,提出了一种多阶梯形与相嵌式相结合的无线电能发射线圈结构,并通过理论分析获得了线圈的规格参数,搭建了基于COMSOL Multiphysics与MATLAB/Simulink的仿真和试验平台,仿真及试验结果表明:能量获取线圈经过新结构发射线圈切换域时线圈互感波动率≤6%,其电压波动在±8%范围内,并能在横向偏移±5 cm范围内保持电压稳定,有效地解决了互感显著下降的问题。     

海拉研发无线充电 效率媲美直充

<正>为了解决电动车插入式充电的不便,丰田、沃尔沃已经致力于研发无线充电技术有一段时间了,丰田前不久也宣布正在测试其无线充电系统。顺应这一趋势,两家德国供应商海拉集团(Hella)与法勒(Vahle)也将联手开发电动车无线充电系统。据悉,新的系统同样采用发送线圈与接收线圈间的能量传递实现供电,线圈间距在102-203毫米范围内均能实现充电。     

电动汽车无线充电交错PFC和恒功率电路研究

文中从无线充电系统前级电路设计和控制方法角度出发,对电动汽车无线充电系统控制方面的问题进行研究。与同类研究相比,旨在突出研讨系统前级功率因数校正和输出功率闭环控制。进行电路控制方法分析、仿真验证、实验电路搭建以及无线充电系统实验,设计前级PFC(Power Tactor Correction,功率因数校正)电路并实现恒功率控制。搭建500W无线充电系统,系统功率因数为0.9979,输入电流谐波为3.9%,实现从电网到负载最高90%的传输效率。研究结果有望对相关研究产生积极影响,主要体现在推进无线充电前级研究和系统控制方面。     

ORNL展示双向无线充电技术

正据外媒报道,今年2月下旬,美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)的研究人员展示了一款20k W的双向无线充电系统,并将系统安装在一辆中型、插电式混合动力运输UPS车上。该项目是同类项目中首个相隔11英寸气隙实现功率传输的项目,将该技术改进应用于具有更高地面净空高度的新型大型车辆上。在演示中,ORNL的无线充电技术采用两个电磁耦合线圈,在卡车和充电板     

电动汽车无线充电技术的现状与展望

分析电动汽车用无线充电技术的特点,介绍应用于电动汽车的无线充电技术的研发现状,其中重点介绍最接近实用的电磁感应式技术.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.     

基于无限长梁模型的车路振动耦合系统半解析解

针对无限长道路与车辆耦合系统响应计算复杂难题,考虑地基的弹性特性与道路不平度,建立基于无限长欧拉-伯努利梁模型的车路振动耦合系统。进而以车辆为参考点建立移动坐标系,提出通过积分变换推导耦合系统振动响应解析解的方法,并应用留数定理对其进行数值计算,获得车辆垂向位移、加速度、路面振动响应等系统响应的半解析解。与传统应用模态叠加法的有限长道路与车辆耦合响应相比,具有更高的计算效率与精度,系统参数化研究也证明了该半解析解的有效性。     

应用于道路交通的无线局域网性能测试研究

基于智能道路交通与无线通信技术密切结合的现状,分析了无线局域网(WLAN)的移动性与漫游切换原理.通过实验测试了道路交通应用场合下WLAN系统的网络性能及切换过程.提出了漫游切换中上层网络参数与切换过程的直接对应关系,以及WLAN道路交通应用的若干建议,有助于设计满足各种智能道路交通应用的WLAN无缝通信系统.     

智能公路发展现状与关键技术（双语出版）

借鉴美国自动公路系统（Automated Highway Systems，AHS）技术框架，系统回顾了初级应用、通信技术、绿色能源技术、自动驾驶技术等不同因素驱动下智能公路的概念演化、技术发展和未来变革。根据当前信息技术的发展趋势，在AHS的研究基础上延伸和扩展了智能公路的概念和技术框架，提出了未来智能公路系统的演化方向以及包含信息管理层、网络通信层和感应控制层的智能公路体系架构。同时，瞄准当前主流技术和未来科技发展方向，总结了泛在无线通信、高精度定位与导航、车辆队列控制、无线充电、道路智能材料、道路主动安全控制、面向出行即服务的车路信息交互、基于基础设施的智能决策规划等驱动智能公路快速发展的新兴技术研究现状，并基于这8项关键技术的自身发展特点，提出了未来智能公路技术应用和推广的建议措施；分析了车路协同一体化、智能平行系统、人工智能、交通信息安全、自动驾驶等新兴技术将对未来智能公路发展带来的冲击和影响；系统性地预测了智能公路技术的商业化推广路线以及未来智能公路的应用将进一步降低自动驾驶的技术设备成本，为自动驾驶提供了一个更安全、更稳定和高效的交通环境。研究成果将对当前和未来智能公路的技术研发和工程应用具有一定指导意义。     

感应充电路面技术研究现状与展望

以感应充电技术(Inductive Power Transfer,IPT)为主要特征的充电路面(Electrified Road,e-Road)近年来发展迅速，其可为行进中的电动汽车进行动态无线充电，有效解决电动汽车充电时间过长、续航里程不足等问题，是支撑未来公路交通电气化发展的重要储备技术。详细介绍了IPT系统的工作原理和性能特点，并总结了已有e-Road试验段的充电性能参数和技术就绪度水平。在此基础上，进一步从基础设施角度剖析了e-Road目前存在的主要工程问题及相关研究进展，内容包括：①深入分析了IPT系统工作时因高频磁场通过介电性路面材料所引起的电磁损耗对IPT系统充电效率的影响，并提出了可能的解决方法；②针对充电模块与普通沥青路面存在的力学兼容性问题，从结构受力原理、材料损伤特性等方面总结了e-Road复合结构产生力学损伤加剧效应的原因，并提出了耐久性优化措施；③针对e-Road环境可持续方面存在的不确定性，评估并对比了e-Road与传统道路的全生命周期环境效益，指出了e-Road环境性能研究对电动汽车全生命周期综合效益估算的重要性。此外，还从政策支持、安全性、价格因素等角度对e-Road进行了综合可行性评估，并对充电路面基础设施的未来发展进行了智能化展望，提出了e-Road与其他新型智能道路技术进行有机融合的可能途径。     

带缺陷隧道底板结构空气耦合冲击回波响应特性研究

针对隧道底板中空腔、含水、裂缝等结构内部损伤情况，为提高传统接触式冲击回波方法的检测效率，从气-固耦合的角度出发，以空气作为底板结构与检测系统之间应力波传播的耦合介质，开展隧道底板结构内部缺陷的空气耦合冲击回波响应特性研究。研究结果表明： 1）采用空气耦合冲击回波的方法确定的底板结构内部缺陷深度与缺陷理论深度值基本吻合； 2）检测系统的精度与缺陷尺寸及深度有关，随着缺陷尺寸的减小及深度增加，检测精度逐渐降低； 3）空气耦合冲击回波方法对空腔和含水缺陷的检测效果优于裂缝缺陷检测效果。     

公交电动汽车运行智能管理系统

为了能够实时远程监控公交电动汽车的运行状况,使得车辆安全可靠的运行,本文研究了公交电汽车运行智能管理系统的设计与实现。给出了系统的总体结构,系统主要由信息控制服务器系统、实时监控系统、统计分析系统以及车载信息采集与传输终端构成。重点讨论了各系统的功能设计,并且介绍了实现地理信息系统和无线通信功能的关键技术。实验结果表明,系统工作稳定可靠,提高了对公交电动汽车运行管理的效率。     

Permanent Magnet Linear Motors Used as Variable Mechanical Dampers for Vehicle Suspensions

Linear electrodynamic motors consisting of coils of copper wire interacting with magnetic fields produced by permanent magnets can be used to construct mechanical dampers with a damping coefficient which can be rapidly varied by changing the external resistance connected to the coil. Limitations to the use of these variable dampers arise due to the coil's own resistance and mass and the practically achievable magnetic field. A moving coil system is first analyzed and then modifications to the basic results when a moving magnet design is used are given. The results indicate that for the oscillation freauencies tvoicallv encountered in road vehicle suspensions, electrodynamic variable shock absorbers are feasible. A novel coreless design appropriate for use with high energy permanent magnets is proposed which would significantly reduce the weight of the units.