无线充电在新能源汽车应用(陈军)ppt课件

1、无线能量传输技术在新能源汽车应用,奇瑞汽车股份有限公司 陈军 博士 2014.12,一、概述 二、电动汽车无线充电技术 三、工程化需解决问题 四、展望,目 录,2021/2/9,2,公司简介,公司简介,成立时间：2008年5月 宗 旨：结合奇瑞汽车需求、紧跟先进汽车技术的发展方向； 以掌握核心技术为己任，以产业化方向为主导，瞄准国家政策法规，预测世界汽 车技术走向； 整合国内外智力资源； 开展前瞻技术的预先研究和原创性研发。 目 标：总体跟随，局部超越,公司简介,奇瑞一代ANT(小蚂蚁)新能源概念车参加2012年北京车展,科技部万钢部长参观概念车,北京市郭金龙市长参观概念车,概念车外形采用蚂蚁

2、仿生学设计，融合“云技术”和“组合增程”两个理念，将新能源、互联网、云计算和物联网相结合,芜湖市委书记高登榜参观概念车,安徽省常务副省长詹夏来参观概念车,公司简介,小蚂蚁二代概念车参加2013年上海车展,多项新技术的开发、集成,个性化调节技术 车内灯光个性化调节 车内空气质量调节 驾驶习惯调节,新型材料技术 碳纤维车身 生物复合材料内饰 PC玻璃,线控技术 操纵杆控制 SBW技术 EMB技术,无线充电技术 大功率无线充电技术 车载无线充电技术,电动车门 手势控制,LED智能照明 智能前照灯 智能尾灯 智能光环境,车联网 Telematics 驾驶员状态监测 车辆组合行驶,一、概述,1、社会和经

3、济的影响,FUEL ECONOMY REGULATION CHINA”, BMW GROUP, 06.03.2013,随着全球能源危机和环保问题的日益紧迫，降低油耗成为汽车产业的重要命题； 混合动力汽车、电动汽车等新能源汽车成为降低油耗的重要解决方案,政府对环境的要求直接推动各国对汽车工业的新要求,一、概述,2、各市场碳排放和油耗法规,一、概述,3、汽车油耗法规及政策,Feb 2012，McKinsey,Global Transportation Energy and Climate Roadmap”，ICCT，Nov. 2012,中国汽车标准体系主要以ECE（欧洲汽车法规）、FMVSS（美国

4、联邦机动车安全标准）为基准制定； 要实现2025年碳排放目标，新能源汽车是必然选择,一、概述,4、法规及新能源激励,新能源激励 (2011年我国汽车企业平均燃料消耗量为7.5L/100km，要达到2020年5L/100km 的目标，2015年后需要平均每年下降6-7%，需要新能源汽车的助阵) EV和FCEV，PHEV（纯电动驱动模式综合工况续驶里程达到50公里及以上），综合工况燃料消耗量实际值按零计算，并按5倍数量计入核算基数之和； PHEV综合工况燃料消耗量实际值低于2.8L/100KM（含）的车型，按3倍数量计入核算基数之和； 其他PHEV，按实际数量核算,5、奇瑞新能源汽车,一、概述,2

5、001年10月】承担十五863计划课题项目,2000年12月】成立电动汽车项目组,2003年6月】 第一期863计划混动动力轿车、纯电动轿车通过验收,2004年11月】 国际合作，研发混合动力,2007年10月】 A5BSG 出租车示范,2008年4月】BSG/ISG服务奥运,2010年11月】QQ3EV批量销售,2005年6月】“ 国家节能环保汽车工程技术研究中心”成立,2009年3月】S18EV下线,2011年1月】10辆S18B中南海机要通信车交付，2013年5月份10辆S18电动车交付,2010年3月】燃料电池服务上海世博会,2012年12月】S15EV立项开发 于2014年9月上市,

6、2013年1月】272增程技术通过验证,2013年7月】A16EV立项开发,2014年3月】M16PHEV立项开发,6、PHEV/EV优势,PHEV/EV的发展，其关键技术之一充电技术,一、概述,Advanced vehicle can dominate the market by 2050.”DOE,从全球范围看，传统汽车的市场份额呈逐年下滑的趋势； 在中短期内，PHEV的市场份额将获得较快增长，并且在2040年左右达到最大； 在2030年前，BEV、FCV的市场份额将呈现极缓慢的增长趋势，之后将获得快速发展,便利性差,安全性差,一、概述,7、目前充电方式存在的问题,大大降低客户使用电动车的

7、意愿,二、电动车无线充电技术,1、技术主流及工作原理,Google 与 Plugless 合作在园区安装电动汽车无线充电设备,无线充电的优势： 提高充电的便捷性，很容易实现全自动、免维护 解决短时间、集中充电对电网的冲击问题 降低电动汽车对电池的依赖性,二、电动车无线充电技术,1、技术主流及工作原理,电场耦合式,电波接收方式,二、电动车无线充电技术,1、技术主流及工作原理,Powercast公司研制出可以将无线电波转化成直流电的接收装置，可在约1米范围内为不同电子装置的电 池充电,电波接收方式,二、电动车无线充电技术,1、技术主流及工作原理,电磁感应式（非接触感应式）电能传输电路的基本特征就是

8、 原副边电路分离。 原边电路与副边电路之间有一段空隙，通过磁场耦合感应相联系。 由于磁芯存在较大气隙，系统构成的耦合关系属于松耦合，漏磁场较强 适合工作频率较低、传输距离较近的场合,电磁感应式,二、电动车无线充电技术,1、技术主流及工作原理,日产魔方电动车,雪铁龙电动车,日本国土交通部电动大巴,电动车,电磁感应式,二、电动车无线充电技术,1、技术主流及工作原理,由麻省理工学院（MIT）物理系、电 子工程、计算机科学系，以及军事奈米技术研究所（Institute for Soldier Nanotechnologies）的研究人员提出的。 系统采用两个相同频率的谐振物体产生很强的相互耦合，能量在

9、两物体间交互，利用线圈及放置 两端的平板电容器，共同组成谐振电路，实现能量的无线传输。 利用磁场通过近场传输，辐射小，具有方向性。工作频率较高，适合中等距离传输,磁共振式,二、电动车无线充电技术,1、技术主流及工作原理,收发线圈： 半径300mm，高度200mm（以半径3mm的铜线缠绕5.25圈）； 谐振频率： 9.90MHz。 传输效率： 40%（距离2m） 90%（距离1m,二、电动车无线充电技术,1、技术主流及工作原理,主要参数比较,电磁感应式,二、电动车无线充电技术,2、奇瑞技术路线,二、电动车无线充电技术,2、奇瑞技术路线,功能指标： 输入市电：220V，50Hz； 电网侧功率因数（

10、额定负载）：98%； 电网侧输入功率：02.4千瓦； 电池组侧输出功率：02.2千瓦； 电网至电池组综合传输效率90%； 无线传输距离：20厘米； 发射、接收线圈尺寸：满足奇瑞电动汽车S18装车需要； 冷却方式：自然风冷； 连续工作时间：8小时； 正常工作温度：-4065； 存储温度：-4085。 过电压、过电流、过温度保护功能； 故障显示功能,二、电动车无线充电技术,2、奇瑞技术路线,功率、效率、距离、线圈面积之间的平衡 线圈面积越大，距离越小，功率越大，效率越高； 传输距离受汽车底盘高度限制，一般应在20-30cm； 发射线圈面积受到底盘空间布置限制，一般应不超过80*80cm 接收端的实

11、际充电功率应不低于3KW,三、工程化需解决问题,1、关键参数设定,1） 对人体、动物影响 人体长期接受电磁辐射是否对健康产生影响，目前没有可以参考的实验数据证明，一切只能推测； 无线充电辐射电磁波是否影响特定的病人如内植心脏起搏器、听力助听器等病人，还没有科学的试验验证； 充电过程中，动物进入发射与接收线圈之间，是否会造成危害。 2） 对车身影响 电磁辐射、传导骚扰对整车一些特别的传感器、电子控制模块（TPMS、遥控钥匙）等的干扰，目前的EMC标准是否适合无线能量传输要求，需要探索,三、工程化需解决问题,2、电磁辐射安全性,三、工程化需解决问题,3、信息交互,发射端与整车通讯 与车载端BMS系统无线信息交互，根据电池包电压、电流、温度等实时调整发射端功率。 握手协议，避免非接收线圈的金属异物进入接收区域，引起发热等危险情况。 接收、发射线圈重合度检测，提醒司机将车辆停放至最佳充电位置，以提高充电效率。 与智能电网相连，解决自动计费、利用用电低谷时间充电等功能,一对一无线充电向一拖N充电方式