1.1 研究目的及意义

电动汽车无线充电技术通过埋于地面下的供电导轨以高频交变磁场的形式将电能传输至运行在地面上一定范围内的车辆接收端电能拾取机构，进而给车载储能设备供电。

电动汽车由于其对环境的友好以及能源易得，受到了各国的大力推广。目前，由于电池容量及充电基础设施等条件的限制，充电问题已成为电动汽车发展过程中急需解决的问题。无线充电技术可以解决传统有线充电面临的接口限制、充电设施限制及安全范围有限等问题，因而逐渐发展成为电动汽车充电的主要方式。然而，起初发展的静态无线充电与有线充电同样存在着充电频繁、续航里程短、电池用量大且成本高昂等问题。特别是对于电动巴士一类的公交车辆，其连续续航能力格外重要。在这样的背景下，电动汽车动态无线充电技术应运而生，通过非接触的方式为行驶中的电动汽车实时地提供能量供给。

然而，随着研究的深入，出现了许多急需解决的新问题，例如高性能磁耦合机构设计问题、电磁兼容问题、能量传输鲁棒控制问题等，这些问题的解决对于动态无线供电技术的发展具有指导性作用。在这一指导作用下，开发大功率、高效率、低电平脉冲、低电磁辐射、成本适中的动态无线供电系统，成为国内外各大研究机构当前的主要研究热点。

1.2 国内外研究现状

电动汽车在国外和国内都有非常多而密集的研究进展。下面分别以国外和国内为例来描述此进展。

1.2.1 国外研究现状

目前，新西兰、日本、美国、韩国等国家已经对电动汽车动态无线供电相关的技术难点以及关键问题展开了一系列研究，主要集中在系统建模方法、电能变换拓扑结构、电磁耦合机构优化设计和电磁屏蔽技术等方面。 新西兰奥克兰大学与德国康稳公司合作研制出世界上第一台无线充电大巴，功率为30kW，同时也研制出100kW，轨道长为400m的无线供电列车样机 ^[1]。

KAIST将采用动态无线充电技术的电动车称为在线电动车(OLEV)。2013年位于龟尾市的两条OLEV电动公交线路投入运行，线路总长为24km，传输功率为100kW，效率为85%^[2]。美国橡树岭国家实验室针对电动车动态无线充电的耦合机构、传输特性、介质损耗、电磁辐射展开研究，其地面发射装置采用全桥逆变和串联的两个初级绕组，实验结果表明传输功率和效率受电动汽车位置影响较大。

日本东京大学提出基于直流/直流(DC/DC)变换器的副边最大效率控制方法，通过原边等效阻抗实时在线估计耦合系数，利用前馈控制改变DC/ DC变换器输入占空比实现最大效率控制。在轨道列车的无线供电技术方面，韩国铁道研究院(KRRI)对整个轨道列车无线供电系统进行了设计研究，并做出了功率1MW、轨道长128m的实验装置。

在瑞典，沃尔沃集团、瑞典电力公司 Alstom、瑞典能源局正在共同合作测试利用公路给电动汽车充电，通过将两个电源线铺设在公路上，电动车经过时便可获得电力供应。这项技术的核心在于汽车得搭载集电器，集电器与公路上的电缆连接，利用直流电充电。汽车不必走在电缆的中央，但必须时速大于 60 公里。

此外德国庞巴迪在电动汽车、有轨电车无线供电领域也处于较为领先的水平，由于商业化的原因，其相应的技术资料较少。