無線充電在新能源汽車應(yīng)用(陳軍)

無線充電在新能源汽車應(yīng)用(陳軍)第一頁，共33頁。一、概述二、電動汽車無線充電技術(shù)三、工程化需解決問題四、展望目錄2023/4/182第二頁，共33頁。公司簡介第三頁，共33頁。公司簡介成立時間：2008年5月宗旨：結(jié)合奇瑞汽車需求、緊跟先進汽車技術(shù)的發(fā)展方向；以掌握核心技術(shù)為己任，以產(chǎn)業(yè)化方向為主導，瞄準國家政策法規(guī)，預測世界汽

車技術(shù)走向；

整合國內(nèi)外智力資源；

開展前瞻技術(shù)的預先研究和原創(chuàng)性研發(fā)。目標：總體跟隨，局部超越第四頁，共33頁。公司簡介

奇瑞一代@ANT(小螞蟻)新能源概念車參加2012年北京車展科技部萬鋼部長參觀概念車北京市郭金龍市長參觀概念車概念車外形采用螞蟻仿生學設(shè)計，融合“云技術(shù)”和“組合增程”兩個理念，將新能源、互聯(lián)網(wǎng)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合。蕪湖市委書記高登榜參觀概念車安徽省常務(wù)副省長詹夏來參觀概念車第五頁，共33頁。公司簡介小螞蟻二代概念車參加2013年上海車展多項新技術(shù)的開發(fā)、集成個性化調(diào)節(jié)技術(shù)車內(nèi)燈光個性化調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣質(zhì)量調(diào)節(jié)駕駛習慣調(diào)節(jié)新型材料技術(shù)碳纖維車身生物復合材料內(nèi)飾PC玻璃線控技術(shù)操縱桿控制SBW技術(shù)EMB技術(shù)無線充電技術(shù)大功率無線充電技術(shù)車載無線充電技術(shù)電動車門手勢控制LED智能照明智能前照燈智能尾燈智能光環(huán)境車聯(lián)網(wǎng)Telematics駕駛員狀態(tài)監(jiān)測車輛組合行駛第六頁，共33頁。一、概述1、社會和經(jīng)濟的影響“FUELECONOMYREGULATIONCHINA”,BMWGROUP,06.03.2013隨著全球能源危機和環(huán)保問題的日益緊迫，降低油耗成為汽車產(chǎn)業(yè)的重要命題；混合動力汽車、電動汽車等新能源汽車成為降低油耗的重要解決方案。第七頁，共33頁。政府對環(huán)境的要求直接推動各國對汽車工業(yè)的新要求8.9L/100km(212g/km)6.6L/100km(156g/km)4.3L/100km(102g/km)6.5L/100km(154g/km)5.0L/100km(120g/km)4.0L/100km(95g/km)7.0L/100km(166g/km)6.1L/100km(146g/km)4.9L/100km(117g/km)一、概述2、各市場碳排放和油耗法規(guī)第八頁，共33頁。一、概述3、汽車油耗法規(guī)及政策Feb2012，McKinsey“GlobalTransportationEnergyandClimateRoadmap”，ICCT，Nov.2012中國汽車標準體系主要以ECE（歐洲汽車法規(guī)）、FMVSS（美國聯(lián)邦機動車安全標準）為基準制定；要實現(xiàn)2025年碳排放目標，新能源汽車是必然選擇。第九頁，共33頁。一、概述4、法規(guī)及新能源激勵法規(guī)特點技術(shù)激勵罰款中國企業(yè)平均油耗按整車重量分級（p12)引入期（p13）新能源汽車激勵美國企業(yè)平均油耗按照車型Footprint新能源激勵（EV、PHEV、FCEV）未體現(xiàn)在CAFE法規(guī)中，僅在EPA標準中體現(xiàn)加利福尼亞州強化“ZEV規(guī)定”空調(diào)AirConditioningImprovementCreditsOff-CycleCredits（見附錄）$55/mpg歐洲企業(yè)平均油耗整車重量引入期phasein新能源super-credits（<50gCO2/km）靈活燃料E85extracreditseco-innovations€95/gCO2新能源激勵(2011年我國汽車企業(yè)平均燃料消耗量為7.5L/100km，要達到2020年5L/100km的目標，2015年后需要平均每年下降6-7%，需要新能源汽車的助陣)EV和FCEV，PHEV（純電動驅(qū)動模式綜合工況續(xù)駛里程達到50公里及以上），綜合工況燃料消耗量實際值按零計算，并按5倍數(shù)量計入核算基數(shù)之和；PHEV綜合工況燃料消耗量實際值低于2.8L/100KM（含）的車型，按3倍數(shù)量計入核算基數(shù)之和；其他PHEV，按實際數(shù)量核算。第十頁，共33頁。5、奇瑞新能源汽車一、概述【2001年10月】

承擔十五863計劃課題項目【2000年12月】

成立電動汽車項目組【2003年6月】

第一期863計劃混動動力轎車、純電動轎車通過驗收【2004年11月】

國際合作，研發(fā)混合動力【2007年10月】A5BSG出租車示范【2008年4月】

BSG/ISG服務(wù)奧運【2010年11月】QQ3EV批量銷售【2005年6月】“國家節(jié)能環(huán)保汽車工程技術(shù)研究中心”成立【2009年3月】S18EV下線【2011年1月】10輛S18B中南海機要通信車交付，2013年5月份10輛S18電動車交付【2010年3月】

燃料電池服務(wù)上海世博會【2012年12月】

S15EV立項開發(fā)于2014年9月上市【2013年1月】

272增程技術(shù)通過驗證【2013年7月】

A16EV立項開發(fā)【2014年3月】

M16PHEV立項開發(fā)第十一頁，共33頁。6、PHEV/EV優(yōu)勢PHEV/EV的發(fā)展，其關(guān)鍵技術(shù)之一充電技術(shù)。一、概述“Advancedvehiclecandominatethemarketby2050.”DOE從全球范圍看，傳統(tǒng)汽車的市場份額呈逐年下滑的趨勢；在中短期內(nèi)，PHEV的市場份額將獲得較快增長，并且在2040年左右達到最大；在2030年前，BEV、FCV的市場份額將呈現(xiàn)極緩慢的增長趨勢，之后將獲得快速發(fā)展。第十二頁，共33頁。便利性差安全性差一、概述7、目前充電方式存在的問題大大降低客戶使用電動車的意愿！第十三頁，共33頁。二、電動車無線充電技術(shù)1、技術(shù)主流及工作原理Google與Plugless合作在園區(qū)安裝電動汽車無線充電設(shè)備。無線充電的優(yōu)勢：提高充電的便捷性，很容易實現(xiàn)全自動、免維護解決短時間、集中充電對電網(wǎng)的沖擊問題降低電動汽車對電池的依賴性……第十四頁，共33頁。二、電動車無線充電技術(shù)1、技術(shù)主流及工作原理電場耦合式電波接收方式第十五頁，共33頁。二、電動車無線充電技術(shù)1、技術(shù)主流及工作原理Powercast公司研制出可以將無線電波轉(zhuǎn)化成直流電的接收裝置，可在約1米范圍內(nèi)為不同電子裝置的電池充電。電波接收方式第十六頁，共33頁。二、電動車無線充電技術(shù)1、技術(shù)主流及工作原理電磁感應(yīng)式（非接觸感應(yīng)式）電能傳輸電路的基本特征就是原副邊電路分離。原邊電路與副邊電路之間有一段空隙，通過磁場耦合感應(yīng)相聯(lián)系。由于磁芯存在較大氣隙，系統(tǒng)構(gòu)成的耦合關(guān)系屬于松耦合，漏磁場較強適合工作頻率較低、傳輸距離較近的場合。電磁感應(yīng)式第十七頁，共33頁。二、電動車無線充電技術(shù)1、技術(shù)主流及工作原理日產(chǎn)魔方電動車雪鐵龍電動車日本國土交通部電動大巴電動車電磁感應(yīng)式第十八頁，共33頁。二、電動車無線充電技術(shù)1、技術(shù)主流及工作原理由麻省理工學院（MIT）物理系、電子工程、計算機科學系，以及軍事奈米技術(shù)研究所（InstituteforSoldierNanotechnologies）的研究人員提出的。系統(tǒng)采用兩個相同頻率的諧振物體產(chǎn)生很強的相互耦合，能量在兩物體間交互，利用線圈及放置兩端的平板電容器，共同組成諧振電路，實現(xiàn)能量的無線傳輸。利用磁場通過近場傳輸，輻射小，具有方向性。工作頻率較高，適合中等距離傳輸。磁共振式第十九頁，共33頁。二、電動車無線充電技術(shù)1、技術(shù)主流及工作原理收發(fā)線圈：半徑300mm，高度200mm（以半徑3mm的銅線纏繞5.25圈）；諧振頻率：9.90MHz。傳輸效率：40%（距離2m）90%（距離1m）第二十頁，共33頁。類型電磁感應(yīng)方式磁共振方式電波接收方式電場耦合方式示意圖可供電距離數(shù)mm~20cm左右數(shù)cm~數(shù)m數(shù)十cm~數(shù)m（用于家中的終端）數(shù)mm~數(shù)cm可供電力數(shù)W~數(shù)KW數(shù)W~數(shù)KW1W以下數(shù)W~數(shù)百W電力利用效率70~90%（剩余部分主要轉(zhuǎn)換為熱量）40~60%（剩余部分轉(zhuǎn)換為熱量（磁場）和電波（電場））相當?shù)停ㄊＳ嗖糠洲D(zhuǎn)換為電波）60~90%（剩余部分轉(zhuǎn)換為熱量）使用頻率10KHz~數(shù)百KHz數(shù)百KHz~數(shù)十MHz中波~微波數(shù)百KHz~數(shù)MHz涉足企業(yè)WAMPFLER、昭和飛行機工業(yè)、韓國科學技術(shù)院、高通等高通、富士通、WiTricity等沃爾沃、三菱重工等豐橋技術(shù)科學大學、竹中工務(wù)店、村田制作所等二、電動車無線充電技術(shù)1、技術(shù)主流及工作原理主要參數(shù)比較第二十一頁，共33頁。電磁感應(yīng)式

二、電動車無線充電技術(shù)2、奇瑞技術(shù)路線第二十二頁，共33頁。二、電動車無線充電技術(shù)2、奇瑞技術(shù)路線功能指標：輸入市電：220V，50Hz；電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)（額定負載）：≥98%；電網(wǎng)側(cè)輸入功率：0～2.4千瓦；電池組側(cè)輸出功率：0～2.2千瓦；電網(wǎng)至電池組綜合傳輸效率≥90%；無線傳輸距離：≤20厘米；發(fā)射、接收線圈尺寸：滿足奇瑞電動汽車S18裝車需要；冷卻方式：自然風冷；連續(xù)工作時間：8小時；正常工作溫度：-40~65℃；存儲溫度：-40~85℃。過電壓、過電流、過溫度保護功能；故障顯示功能；第二十三頁，共33頁。二、電動車無線充電技術(shù)2、奇瑞技術(shù)路線第二十四頁，共33頁。功率、效率、距離、線圈面積之間的平衡

線圈面積越大，距離越小，功率越大，效率越高；

傳輸距離受汽車底盤高度限制，一般應(yīng)在20-30cm；

發(fā)射線圈面積受到底盤空間布置限制，一般應(yīng)不超過80*80cm接收端的實際充電功率應(yīng)不低于3KW

三、工程化需解決問題1、關(guān)鍵參數(shù)設(shè)定第二十五頁，共33頁。1）對人體、動物影響人體長期接受電磁輻射是否對健康產(chǎn)生影響，目前沒有可以參考的實驗數(shù)據(jù)證明，一切只能推測；無線充電輻射電磁波是否影響特定的病人——如內(nèi)植心臟起搏器、聽力助聽器等病人，還沒有科學的試驗驗證；充電過程中，動物進入發(fā)射與接收線圈之間，是否會造成危害。2）對車身影響電磁輻射、傳導騷擾——對整車一些特別的傳感器、電子控制模塊（TPMS、遙控鑰匙）等的干擾，目前的EMC標準是否適合無線能量傳輸要求，需要探索。三、工程化需解決問題2、電磁輻射安全性第二十六頁，共33頁。三、工程化需解決問題3、信息交互發(fā)射端與整車通訊與車載端BMS系統(tǒng)無線信息交互，根據(jù)電池包電壓、電流、溫度等實時調(diào)整發(fā)射端功率。

握手協(xié)議，避免非接收線圈的金屬異物進入接收區(qū)域，引起發(fā)熱等危險情況。

接收、發(fā)射線圈重合度檢測，提醒司機將車輛停放至最佳充電位置，以提高充電效率。

與智能電網(wǎng)相連，解決自動計費、利用用電低谷時間充電等功能。第二十七頁，共33頁。一對一無線充電向一拖N充電方式演變四、展望1