随着经济的发展,环境问题日益严重,其中最主要的问题是气候变化和空气污染。而大量燃油汽车的生产使用，加剧了空气环境的恶化。由于对资源的过度开发使得能源日益紧张，在资源紧张的大背景下,专家学者们正在考虑开发新的清洁能源,比如水能,风能和太阳能等。在这个形势下,电动汽车利用自身的清洁环保的优势,从而得到了更多的推广和运用。

国际能源局（IEA）近期发表的研究报告“全球电动汽车展望2018：多交通方式的电气化发展”（Global EV Outlook 2018:Towards cross-modal electrification）对电动汽车的发展现状进行了回顾统计，并对发展趋势进行了预测。这份报告指出在交通运输领域，车辆的电动化已逐渐成为一种潮流。电动汽车利用来源多样化的电能取代传统化石能源，不但可以显著提高能源转化效率，而且有助于减少温室气体排放、改善空气质量、降低噪声污染。此外，车辆的电动化还能提高国家的能源安全性，实现可持续发展，符合多种政策要求。自2012年国务院颁布实施《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2022年）》（国发[2012] 22号）以来，发展电动汽车作为战略，中央政府推出了一系列促进车辆、基础设施发展的政策，极大地促进了电动汽车、充电基础设施发展。2019年1月11-13日，中国电动汽车百人会论坛在北京钓鱼台国宾馆召开，大会指出中国新能源汽车进入高质量发展2.0时代，未来在中国将实现全面汽车电动化。

由图表1知2018年中国电动汽车增长迅速，推动了中国充电基础设施的快速发展，根据中国电动汽车充电基础设施促进联盟数据，中国充电桩数量持续增长，高于其他国家；美国暂时排名第二，但增长动力足；其他国家数量不多，但是也在持续进步。

虽然电动汽车的前景光明，其取代传统燃油汽车成为发展的必然趋势，但电动汽车受电池技术的约束，其充电与续航问题未得到充分解决。要想使电动汽车真正普及起来，为大众所接受，就要解决其电池体积大、容量小以及充电难、充电速度慢等问题，这些问题制约了电动汽车的发展。因为技术及材料原因，电池技术的突破性进展仍在探索，因此如何提高电动汽车的充电效率、缩短其充电时间以及提升充电便利性得到了广泛的关注和研究。即使我国基础充电设施的建设已走在世界前列，充电桩保有量居世界首位，然而随着电动汽车数量的快速增长，充电基础设施结构性供给不足问题日益凸显，且充电桩在实际使用过程中若桩体、充电枪或者电缆任何一个部位出现裸露极易发生安全隐患。因此，迫切的需要发展一种便捷的充电方式。无线充电是一种很好的解决方法，相比于充电桩充电方式，它没有直接电气连接，避免了操作时因为设备问题、电缆裸露等带来的安全隐患，并且无安装场地限制。

无线能量传输最早可追溯到19世纪90年代，特斯拉提出了关于此项技术的设想。2007年，MIT的Andre Kurs团队将共振技术运用到电磁波的传输上，成功点亮一个两米外的60W灯泡，使此项技术取得了一定程度上突破式的发展。目前，常用的无线充电技术包括电磁感应式充电技术、无线电波式充电技术和磁耦合谐振式充电技术3种。电磁感应式充电方法利用电磁感应原理将初级线圈的交流电转化为次级线圈的电流，从而实现无线传输。这一方法传输效率随着传输距离的增大而急剧下降，只适用于手机和小型家用电器设备；无线电波式充电方法使用采集装置捕捉空间中无线电波的能量，并将其转化为电能，这一方法可以达到 10 m 的传输距离不过由于电磁波的发散辐射特性限制，会造成很大的能量损失，导致传输功率小，大量的能量未被接收以无线电波的形式被发散到空中；磁耦合谐振式充电方法的原理类似于声波共振，当设备两端的线圈具有相同的频率时就会发生共振，从而实现能量的传输。当传输的电能具有和系统硬件固有频率相同的频率时，将产生谐振现象可以高效的传输能量。磁耦合谐振式无线电能传输技术首先由麻省理工学院 Marin Soljacic 教授于2007年提出，该技术采用磁场的耦合谐振原理，因其具有传输距离远、传输效率高、传输功率大的特点，在电动汽车、列车的充电方面得到了广泛应用。

2. 研究的基本内容与方案

本次研究的课题为电动汽车无线充电系统原理分析与模型建立，需要完成以下任务：

1. 、了解电动汽车发展历史、现状及趋势，理解无线充电技术的意义

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