無(wú)線充電在新能源汽車(chē)應(yīng)用(陳軍)

無(wú)線充電在新能源汽車(chē)應(yīng)用(陳軍)第一頁(yè)，共33頁(yè)。一、概述二、電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電技術(shù)三、工程化需解決問(wèn)題四、展望目錄2023/4/182第二頁(yè)，共33頁(yè)。公司簡(jiǎn)介第三頁(yè)，共33頁(yè)。公司簡(jiǎn)介成立時(shí)間：2008年5月宗旨：結(jié)合奇瑞汽車(chē)需求、緊跟先進(jìn)汽車(chē)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?yàn)橹鲗?dǎo)，瞄準(zhǔn)國(guó)家政策法規(guī)，預(yù)測(cè)世界汽

車(chē)技術(shù)走向；

整合國(guó)內(nèi)外智力資源；

開(kāi)展前瞻技術(shù)的預(yù)先研究和原創(chuàng)性研發(fā)。目標(biāo)：總體跟隨，局部超越第四頁(yè)，共33頁(yè)。公司簡(jiǎn)介

奇瑞一代@ANT(小螞蟻)新能源概念車(chē)參加2012年北京車(chē)展科技部萬(wàn)鋼部長(zhǎng)參觀概念車(chē)北京市郭金龍市長(zhǎng)參觀概念車(chē)概念車(chē)外形采用螞蟻仿生學(xué)設(shè)計(jì)，融合“云技術(shù)”和“組合增程”兩個(gè)理念，將新能源、互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合。蕪湖市委書(shū)記高登榜參觀概念車(chē)安徽省常務(wù)副省長(zhǎng)詹夏來(lái)參觀概念車(chē)第五頁(yè)，共33頁(yè)。公司簡(jiǎn)介小螞蟻二代概念車(chē)參加2013年上海車(chē)展多項(xiàng)新技術(shù)的開(kāi)發(fā)、集成個(gè)性化調(diào)節(jié)技術(shù)車(chē)內(nèi)燈光個(gè)性化調(diào)節(jié)車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量調(diào)節(jié)駕駛習(xí)慣調(diào)節(jié)新型材料技術(shù)碳纖維車(chē)身生物復(fù)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(wú)線充電技術(shù)大功率無(wú)線充電技術(shù)車(chē)載無(wú)線充電技術(shù)電動(dòng)車(chē)門(mén)手勢(shì)控制LED智能照明智能前照燈智能尾燈智能光環(huán)境車(chē)聯(lián)網(wǎng)Telematics駕駛員狀態(tài)監(jiān)測(cè)車(chē)輛組合行駛第六頁(yè)，共33頁(yè)。一、概述1、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的影響“FUELECONOMYREGULATIONCHINA”,BMWGROUP,06.03.2013隨著全球能源危機(jī)和環(huán)保問(wèn)題的日益緊迫，降低油耗成為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的重要命題；混合動(dòng)力汽車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)等新能源汽車(chē)成為降低油耗的重要解決方案。第七頁(yè)，共33頁(yè)。政府對(duì)環(huán)境的要求直接推動(dòng)各國(guó)對(duì)汽車(chē)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(chǎng)碳排放和油耗法規(guī)第八頁(yè)，共33頁(yè)。一、概述3、汽車(chē)油耗法規(guī)及政策Feb2012，McKinsey“GlobalTransportationEnergyandClimateRoadmap”，ICCT，Nov.2012中國(guó)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)體系主要以ECE（歐洲汽車(chē)法規(guī)）、FMVSS（美國(guó)聯(lián)邦機(jī)動(dòng)車(chē)安全標(biāo)準(zhǔn)）為基準(zhǔn)制定；要實(shí)現(xiàn)2025年碳排放目標(biāo)，新能源汽車(chē)是必然選擇。第九頁(yè)，共33頁(yè)。一、概述4、法規(guī)及新能源激勵(lì)法規(guī)特點(diǎn)技術(shù)激勵(lì)罰款中國(guó)企業(yè)平均油耗按整車(chē)重量分級(jí)（p12)引入期（p13）新能源汽車(chē)激勵(lì)美國(guó)企業(yè)平均油耗按照車(chē)型Footprint新能源激勵(lì)（EV、PHEV、FCEV）未體現(xiàn)在CAFE法規(guī)中，僅在EPA標(biāo)準(zhǔn)中體現(xiàn)加利福尼亞州強(qiáng)化“ZEV規(guī)定”空調(diào)AirConditioningImprovementCreditsOff-CycleCredits（見(jiàn)附錄）$55/mpg歐洲企業(yè)平均油耗整車(chē)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(lì)(2011年我國(guó)汽車(chē)企業(yè)平均燃料消耗量為7.5L/100km，要達(dá)到2020年5L/100km的目標(biāo)，2015年后需要平均每年下降6-7%，需要新能源汽車(chē)的助陣)EV和FCEV，PHEV（純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式綜合工況續(xù)駛里程達(dá)到50公里及以上），綜合工況燃料消耗量實(shí)際值按零計(jì)算，并按5倍數(shù)量計(jì)入核算基數(shù)之和；PHEV綜合工況燃料消耗量實(shí)際值低于2.8L/100KM（含）的車(chē)型，按3倍數(shù)量計(jì)入核算基數(shù)之和；其他PHEV，按實(shí)際數(shù)量核算。第十頁(yè)，共33頁(yè)。5、奇瑞新能源汽車(chē)一、概述【2001年10月】

承擔(dān)十五863計(jì)劃課題項(xiàng)目【2000年12月】

成立電動(dòng)汽車(chē)項(xiàng)目組【2003年6月】

第一期863計(jì)劃混動(dòng)動(dòng)力轎車(chē)、純電動(dòng)轎車(chē)通過(guò)驗(yàn)收【2004年11月】

國(guó)際合作，研發(fā)混合動(dòng)力【2007年10月】A5BSG出租車(chē)示范【2008年4月】

BSG/ISG服務(wù)奧運(yùn)【2010年11月】QQ3EV批量銷(xiāo)售【2005年6月】“國(guó)家節(jié)能環(huán)保汽車(chē)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(jī)要通信車(chē)交付，2013年5月份10輛S18電動(dòng)車(chē)交付【2010年3月】

燃料電池服務(wù)上海世博會(huì)【2012年12月】

S15EV立項(xiàng)開(kāi)發(fā)于2014年9月上市【2013年1月】

272增程技術(shù)通過(guò)驗(yàn)證【2013年7月】

A16EV立項(xiàng)開(kāi)發(fā)【2014年3月】

M16PHEV立項(xiàng)開(kāi)發(fā)第十一頁(yè)，共33頁(yè)。6、PHEV/EV優(yōu)勢(shì)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(chē)的市場(chǎng)份額呈逐年下滑的趨勢(shì)；在中短期內(nèi)，PHEV的市場(chǎng)份額將獲得較快增長(zhǎng)，并且在2040年左右達(dá)到最大；在2030年前，BEV、FCV的市場(chǎng)份額將呈現(xiàn)極緩慢的增長(zhǎng)趨勢(shì)，之后將獲得快速發(fā)展。第十二頁(yè)，共33頁(yè)。便利性差安全性差一、概述7、目前充電方式存在的問(wèn)題大大降低客戶使用電動(dòng)車(chē)的意愿！第十三頁(yè)，共33頁(yè)。二、電動(dòng)車(chē)無(wú)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(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電設(shè)備。無(wú)線充電的優(yōu)勢(shì)：提高充電的便捷性，很容易實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)、免維護(hù)解決短時(shí)間、集中充電對(duì)電網(wǎng)的沖擊問(wèn)題降低電動(dòng)汽車(chē)對(duì)電池的依賴性……第十四頁(yè)，共33頁(yè)。二、電動(dòng)車(chē)無(wú)線充電技術(shù)1、技術(shù)主流及工作原理電場(chǎng)耦合式電波接收方式第十五頁(yè)，共33頁(yè)。二、電動(dòng)車(chē)無(wú)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(wú)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(yè)，共33頁(yè)。二、電動(dòng)車(chē)無(wú)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(guò)磁場(chǎng)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(chǎng)較強(qiáng)適合工作頻率較低、傳輸距離較近的場(chǎng)合。電磁感應(yīng)式第十七頁(yè)，共33頁(yè)。二、電動(dòng)車(chē)無(wú)線充電技術(shù)1、技術(shù)主流及工作原理日產(chǎn)魔方電動(dòng)車(chē)雪鐵龍電動(dòng)車(chē)日本國(guó)土交通部電動(dòng)大巴電動(dòng)車(chē)電磁感應(yīng)式第十八頁(yè)，共33頁(yè)。二、電動(dòng)車(chē)無(wú)線充電技術(shù)1、技術(shù)主流及工作原理由麻省理工學(xué)院（MIT）物理系、電子工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)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(gè)相同頻率的諧振物體產(chǎn)生很強(qiáng)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(shí)現(xiàn)能量的無(wú)線傳輸。利用磁場(chǎng)通過(guò)近場(chǎng)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(yè)，共33頁(yè)。二、電動(dòng)車(chē)無(wú)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(yè)，共33頁(yè)。類(lèi)型電磁感應(yīng)方式磁共振方式電波接收方式電場(chǎng)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(chǎng)）和電波（電場(chǎng)））相當(dāng)?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(jī)工業(yè)、韓國(guó)科學(xué)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(xué)大學(xué)、竹中工務(wù)店、村田制作所等二、電動(dòng)車(chē)無(wú)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(yè)，共33頁(yè)。電磁感應(yīng)式

二、電動(dòng)車(chē)無(wú)線充電技術(shù)2、奇瑞技術(shù)路線第二十二頁(yè)，共33頁(yè)。二、電動(dòng)車(chē)無(wú)線充電技術(shù)2、奇瑞技術(shù)路線功能指標(biāo)：輸入市電：220V，50Hz；電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)（額定負(fù)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(wú)線傳輸距離：≤20厘米；發(fā)射、接收線圈尺寸：滿足奇瑞電動(dòng)汽車(chē)S18裝車(chē)需要；冷卻方式：自然風(fēng)冷；連續(xù)工作時(shí)間：8小時(shí)；正常工作溫度：-40~65℃；存儲(chǔ)溫度：-40~85℃。過(guò)電壓、過(guò)電流、過(guò)溫度保護(hù)功能；故障顯示功能；第二十三頁(yè)，共33頁(yè)。二、電動(dòng)車(chē)無(wú)線充電技術(shù)2、奇瑞技術(shù)路線第二十四頁(yè)，共33頁(yè)。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(chē)底盤(pán)高度限制，一般應(yīng)在20-30cm；

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

三、工程化需解決問(wèn)題1、關(guān)鍵參數(shù)設(shè)定第二十五頁(yè)，共33頁(yè)。1）對(duì)人體、動(dòng)物影響人體長(zhǎng)期接受電磁輻射是否對(duì)健康產(chǎn)生影響，目前沒(méi)有可以參考的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，一切只能推測(cè)；無(wú)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(tīng)力助聽(tīng)器等病人，還沒(méi)有科學(xué)的試驗(yàn)驗(yàn)證；充電過(guò)程中，動(dòng)物進(jìn)入發(fā)射與接收線圈之間，是否會(huì)造成危害。2）對(duì)車(chē)身影響電磁輻射、傳導(dǎo)騷擾——對(duì)整車(chē)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(biāo)準(zhǔn)是否適合無(wú)線能量傳輸要求，需要探索。三、工程化需解決問(wèn)題2、電磁輻射安全性第二十六頁(yè)，共33頁(yè)。三、工程化需解決問(wèn)題3、信息交互發(fā)射端與整車(chē)通訊與車(chē)載端BMS系統(tǒng)無(wú)線信息交互，根據(jù)電池包電壓、電流、溫度等實(shí)時(shí)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(jìn)入接收區(qū)域，引起發(fā)熱等危險(xiǎn)情況。

接收、發(fā)射線圈重合度檢測(cè)，提醒司機(jī)將車(chē)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(dòng)計(jì)費(fèi)、利用用電低谷時(shí)間充電等功能。第二十七頁(yè)，共33頁(yè)。一對(duì)一無(wú)線充電向一拖N充電方式演變四、展望1