目錄
第1章 緒論 1
1.1 無(wú)線電能傳輸技術(shù)的發(fā)展歷史 1
1.1.1 技術(shù)起源 1
1.1.2 發(fā)展歷程 2
1.2 無(wú)線電能傳輸技術(shù)分類(lèi)和原理 3
1.2.1 感應(yīng)耦合式無(wú)線電能傳輸技術(shù) 4
1.2.2 磁耦合諧振無(wú)線電能傳輸技術(shù) 8
1.2.3 宇稱(chēng)-時(shí)間對(duì)稱(chēng)無(wú)線電能傳輸技術(shù) 13
1.2.4 分?jǐn)?shù)階無(wú)線電能傳輸技術(shù) 18
1.2.5 電場(chǎng)耦合式無(wú)線電能傳輸技術(shù) 23
1.2.6 微波電能傳輸技術(shù) 24
1.2.7 激光電能傳輸技術(shù) 24
1.2.8 超聲波電能傳輸技術(shù) 25
1.3 無(wú)線電能傳輸技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 26
1.3.1 商業(yè)化進(jìn)程 26
1.3.2 典型產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) 29
1.3.3 專(zhuān)利分布概況 35
1.3.4 學(xué)術(shù)論文發(fā)表情況 36
1.3.5 產(chǎn)業(yè)化面臨的問(wèn)題 36
1.4 本章小結(jié) 37
參考文獻(xiàn) 37
第2章 無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)架構(gòu) 39
2.1 高頻逆變器的選擇 39
2.1.1 橋式逆變器 39
2.1.2 E 類(lèi)功率放大器 43
2.1.3 高頻逆變器的比較 45
2.2 補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì) 46
2.2.1 ICPT系統(tǒng) 46
2.2.2 MCR-WPT系統(tǒng) 67
2.3 耦合機(jī)構(gòu) 69
2.3.1 磁耦合機(jī)構(gòu) 69
2.3.2 屏蔽層 78
2.3.3 電場(chǎng)耦合機(jī)構(gòu) 81
2.4 控制策略 85
2.4.1 DC-DC變換器調(diào)壓控制 85
2.4.2 高頻逆變器輸出功率控制 85
2.4.3 補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)可調(diào)諧振控制 87
2.5 本章小結(jié) 87
參考文獻(xiàn) 87
第3章 無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)功能需求 89
3.1 異物檢測(cè)技術(shù) 89
3.1.1 基于非電氣參數(shù)的檢測(cè)方法 89
3.1.2 基于系統(tǒng)電氣參數(shù)的檢測(cè)方法 90
3.1.3 基于電磁場(chǎng)分布的檢測(cè)方法 90
3.1.4 異物檢測(cè)技術(shù)的挑戰(zhàn) 91
3.2 電磁干擾與電磁兼容 91
3.2.1 WPT系統(tǒng)對(duì)外界環(huán)境的影響 91
3.2.2 外界環(huán)境對(duì)WPT 系統(tǒng)的影響 92
3.2.3 WPT系統(tǒng)電磁環(huán)境建模及分析方法 93
3.2.4 WPT系統(tǒng)電磁干擾抑制措施 94
3.3 電能與信息同傳 95
3.3.1 調(diào)制原理 96
3.3.2 調(diào)制與解調(diào)電路 103
3.4 本章小結(jié) 110
參考文獻(xiàn) 110
第4章 便攜式設(shè)備無(wú)線充電技術(shù) 111
4.1 便攜式設(shè)備無(wú)線充電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 111
4.1.1 系統(tǒng)架構(gòu) 111
4.1.2 平面線圈設(shè)計(jì) 111
4.1.3 異物檢測(cè) 113
4.1.4 電磁兼容 114
4.2 便攜式設(shè)備無(wú)線充電技術(shù)的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 115
4.2.1 產(chǎn)品化發(fā)展 115
4.2.2 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 116
4.3 亟待解決的問(wèn)題與研究方向 117
4.4 本章小結(jié) 118
參考文獻(xiàn) 118
第5章 家用電器無(wú)線供電技術(shù) 119
5.1 家用電器無(wú)線供電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 119
5.1.1 系統(tǒng)架構(gòu) 119
5.1.2 磁耦合機(jī)構(gòu) 119
5.1.3 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 120
5.1.4 控制方法 121
5.1.5 異物檢測(cè) 124
5.1.6 電磁兼容 124
5.2 家用電器無(wú)線供電技術(shù)的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 125
5.2.1 產(chǎn)品化發(fā)展 125
5.2.2 標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展 127
5.3 亟待解決的問(wèn)題與研究方向 128
5.4 本章小結(jié) 128
參考文獻(xiàn) 129
第6章 電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電技術(shù) 130
6.1 磁場(chǎng)耦合式電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 130
6.1.1 系統(tǒng)架構(gòu) 130
6.1.2 磁耦合機(jī)構(gòu) 131
6.1.3 補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò) 132
6.1.4 電力電子變換器 133
6.1.5 系統(tǒng)控制 134
6.1.6 異物檢測(cè) 136
6.1.7 電磁安全 138
6.2 電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn) 140
6.2.1 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 140
6.2.2 國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn) 141
6.3 電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電技術(shù)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 142
6.3.1 國(guó)外研究成果及產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 142
6.3.2 國(guó)內(nèi)研究成果及產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 144
6.4 亟待解決的問(wèn)題及研究方向 145
6.5 本章小結(jié) 146
參考文獻(xiàn) 146
第7章 電動(dòng)自行車(chē)無(wú)線充電技術(shù) 147
7.1 電動(dòng)自行車(chē)無(wú)線充電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 147
7.1.1 系統(tǒng)架構(gòu) 147
7.1.2 磁耦合機(jī)構(gòu) 148
7.1.3 恒流恒壓控制方法 149
7.1.4 高頻整流器 154
7.1.5 異物檢測(cè) 154
7.2 電動(dòng)自行車(chē)無(wú)線充電技術(shù)的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 155
7.2.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 155
7.2.2 產(chǎn)品化進(jìn)程 157
7.2.3 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 157
7.3 亟待解決的問(wèn)題與研究方向 158
7.4 本章小結(jié) 159
參考文獻(xiàn) 159
第8章 植入式醫(yī)療設(shè)備無(wú)線供電技術(shù) 160
8.1 植入式醫(yī)療設(shè)備無(wú)線供電技術(shù)類(lèi)型 160
8.1.1 感應(yīng)耦合式 161
8.1.2 超聲波式 161
8.1.3 磁耦合諧振式 161
8.2 磁耦合諧振式IMD-WPT系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 161
8.2.1 諧振頻率 162
8.2.2 高頻逆變器 162
8.2.3 耦合線圈 163
8.2.4 補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò) 165
8.2.5 高頻整流器 165
8.2.6 電磁兼容標(biāo)準(zhǔn) 166
8.3 植入式醫(yī)療設(shè)備無(wú)線供電技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景 167
8.3.1 心臟起搏器 167
8.3.2 植入型心律轉(zhuǎn)復(fù)除顫器 167
8.3.3 植入式脊髓刺激器 168
8.3.4 人工耳蝸 169
8.3.5 視網(wǎng)膜假體 169
8.3.6 膠囊內(nèi)窺鏡 170
8.4 亟待解決的問(wèn)題與研究方向 171
8.5 本章小結(jié) 171
參考文獻(xiàn) 171
第9章 移動(dòng)負(fù)載動(dòng)態(tài)無(wú)線供電技術(shù) 172
9.1 動(dòng)態(tài)無(wú)線供電系統(tǒng)的供電結(jié)構(gòu) 172
9.1.1 發(fā)射線圈類(lèi)型 172
9.1.2 供電模式 174
9.1.3 供電線圈切換方法 177
9.2 動(dòng)態(tài)無(wú)線供電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 178
9.2.1 磁耦合機(jī)構(gòu) 178
9.2.2 補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò) 181
9.2.3 三相高頻逆變器 184
9.2.4 控制方式 186
9.3 動(dòng)態(tài)無(wú)線供電技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景 186
9.3.1 電動(dòng)汽車(chē) 186
9.3.2 巡檢機(jī)器人 187
9.3.3 自動(dòng)引導(dǎo)車(chē) 187
9.3.4 軌道交通車(chē)輛 187
9.4 動(dòng)態(tài)無(wú)線供電技術(shù)的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 188
9.4.1 國(guó)外研究成果及產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 188
9.4.2 國(guó)內(nèi)研究成果及產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 188
9.5 亟待解決的問(wèn)題及研究方向 189
9.6 本章小結(jié) 190
參考文獻(xiàn) 190
第10章 多負(fù)載無(wú)線供電技術(shù) 191
10.1 多負(fù)載無(wú)線供電系統(tǒng)的發(fā)射方式 191
10.1.1 平面線圈類(lèi) 192
10.1.2 空間線圈類(lèi) 195
10.1.3 非線圈類(lèi) 199
10.2 多負(fù)載無(wú)線供電系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 201
10.2.1 單電容補(bǔ)償型 201
10.2.2 高階阻抗匹配型 203
10.2.3 多米諾型 206
10.2.4 多通道型 207
10.3 亟待解決的問(wèn)題與研究方向 210
10.4 本章小結(jié) 211
參考文獻(xiàn) 211
第11章 特殊場(chǎng)合無(wú)線供電技術(shù) 212
11.1 水下設(shè)備無(wú)線供電 212
11.1.1 磁場(chǎng)耦合式水下無(wú)線供電系統(tǒng) 212
11.1.2 電場(chǎng)耦合式水下無(wú)線供電系統(tǒng) 215
11.1.3 超聲波式水下無(wú)線供電系統(tǒng) 218
11.2 井下設(shè)備無(wú)線供電 220
11.2.1 油田井下無(wú)線供電系統(tǒng) 220
11.2.2 煤礦井下無(wú)線供電系統(tǒng) 221
11.3 飛行設(shè)備無(wú)線供電 222
11.3.1 電力巡線無(wú)人機(jī)無(wú)線供電系統(tǒng) 222
11.3.2 微波驅(qū)動(dòng)飛機(jī)無(wú)線供電系統(tǒng) 223
11.4 高壓設(shè)備無(wú)線供電 224
11.5 本章小結(jié) 226
參考文獻(xiàn) 226