无线电能传输基本原理与关键技术

无线电能传输技术是利用电磁场或电磁波在物理空间中的分布和传播特性，通过非导线直接接触的方式，将电能从电源侧传递至负载侧。该技术在军工、民生等很多重要领域有着广泛的应用，如以电动汽车为代表的载运装备，以智能手机、可穿戴设备为代表的消费电子产品，以无人潜航器为代表的军工装备，等等。
《无线电能传输基本原理与关键技术》源于作者十几年研究成果的总结，书中系统地介绍了无线电能传输的基本原理、关键技术及其主要应用，同时还提供了多个无线电能传输的仿真案例。为方便教学，本书配套PPT教学课件。本书入选中国电工技术学会青年学者高水平学术著作出版工程。

无线电能传输技术作为一项具有广泛应用前景的技术，正在不断突破现有技术瓶颈，开拓新的应用领域。《无线电能传输基本原理与关键技术》源于作者十几年研究成果的总结，书中系统地介绍了无线电能传输的基本原理、关键技术及其主要应用，同时还提供了多个无线电能传输的仿真案例，以帮助读者更好地理解这一领域的最新研究成果和应用发展趋势。

《无线电能传输基本原理与关键技术》不仅适合高等院校电磁场与无线技术、电子信息工程、电气工程及其自动化、通信工程等专业高年级本科生和研究生作为专业课参考教材使用，也为无线电能传输领域的学者和工程师提供了科学研究与工程应用的指导。

张献，工学博士，教授，博士生导师，省部共建国家重点实验室副主任。中国电工技术学会理事，担任中国电工技术学会、中国电源学会无线电能传输专委会的副主任委员。国家自然科学基金委优秀青年基金获得者，天津市青年科技优秀人才，河北省燕赵青年科学家。在IEEE Transactions on Power Electronics、IEEE Transactions on Magnetics、《电工技术学报》和《中国电机工程学报》等高水平期刊发表一百余篇论文，入选全球前2%顶尖科学家影响力榜单，联合出版专著2部，获得发明专利20项。承担国家自然科学基金4项，天津市自然基金项目3项，获得基金委工材学部优秀结题项目3项，天津市科技进步一等奖一项、二等奖一项，参与8项电动汽车无线充电国家标准制定工作。担任河北工业大学高性能智慧无线电能传输科研团队负责人，围绕无线电能传输科学问题及工程应用展开研究，实现陆海空天多场景下的高质高可靠智慧无线电能传输。

前言

第1章 绪论

参考文献

第2章 无线电能传输技术的基本原理

2.1 互感模型

2.1.1 互感模型理论基础

2.1.2 无线电能传输系统互感模型

2.2 耦合模模型

2.2.1 耦合模理论基础

2.2.2 无线电能传输系统耦合模模型

2.3 二端口模型

2.3.1 二端口模型理论基础

2.3.2 无线电能传输二端口模型

2.4 分数阶模型

2.4.1 分数阶元件的基本特性

2.4.2 分数阶电路建模理论

2.5 宇称时间对称模型

2.6 能流模型

2.6.1 以单匝线圈为传能载体的坡印亭矢量计算方法研究

2.6.2 以多匝线圈为传能载体的坡印亭矢量计算方法研究

参考文献

第3章 无线电能传输补偿电路拓扑结构

3.1 传输机理分析

3.2 经典补偿网络

3.3 系统增益特性分析

3.4 高阶拓扑结构

3.4.1 双边LCC

3.4.2 LCC

参考文献

第4章 磁耦合机构与抗偏移方法研究

4.1 耦合线圈抗偏移设计

4.1.1 抗偏移新型线圈结构

4.1.2 DDQ/DD线圈偏移特性分析

4.2 抗偏移磁集成方法及特性研究

4.2.1 抗偏移磁集成方法研究

4.2.2 线圈结构磁集成抗偏移特性分析

4.2.3 补偿拓扑磁集成抗偏移特性分析

4.3 互感叠加抗偏移磁集成方法研究

4.3.1 磁集成耦合结构设计

4.3.2 建模与抗偏移特性分析

4.3.3 磁集成线圈结构优化

4.4 双互感差值抗偏移磁集成方法研究

4.4.1 磁集成耦合结构设计

4.4.2 建模与抗偏移特性分析

4.4.3 磁集成线圈结构优化

参考文献

第5章 无线电能传输中的电力电子技术

5.1 无线电能传输变换器控制策略与软开关技术

5.1.1 无线电能传输变换器系统控制策略

5.1.2 无线电能传输变换器功率器件软开关技术

5.2 基于有源整流器的最大效率的跟踪控制

5.2.1 电池无线充电模式

5.2.2 ZVS和最小循环无功功率的条件

5.2.3 损耗分析与优化

5.2.4 设计方法

5.3 基于互感在线辨识的最大效率跟踪控制策略

5.3.1 稳态模型的构建

5.3.2 最大效率跟踪控制

5.3.3 互感的动态预测

5.3.4 实验验证

5.4 AC/DC WPT变换器集成式拓扑设计与控制

5.4.1 AC/DC WPT集成变换器简介

5.4.2 变换器LCC-S补偿网络

5.4.3 变换器功率损耗分析

5.4.4 控制器设计

参考文献

第6章 电容式电能传输方法

6.1 电容式电能传输技术的基本原理

6.1.1 电容式无线充电系统工作原理简介

6.1.2 电场耦合机构

6.2 电容式无线充电系统建模分析

6.2.1 两电容模型

6.2.2 激励电流源模型

6.2.3 激励电压源模型

6.2.4 耦合电容测量

6.2.5 补偿网络设计

6.3 具有恒压输出特性的多负载电容式无线充电系统研究

6.3.1 恒压输出模型

6.3.2 电场耦合机构的设计

6.3.3 功率传输能力分析

6.4 具有恒流输出特性的多负载电容式无线充电系统研究

6.4.1 恒流输出模型

6.4.2 功率传输能力分析

6.4.3 实验验证

参考文献

第7章 电动汽车无线充电技术

7.1 电动汽车无线充电标准

7.1.1 电动汽车无线充电标准的术语和定义

7.1.2 电动汽车无线充电标准内容简介

7.2 电动汽车静态和动态无线充电概述

7.3 电动汽车动态无线充电

7.3.1 无线充电系统的组成与原理

7.3.2 动态耦合模式的分析

7.3.3 无线充电系统动态耦合模式的仿真

7.4 电动汽车无线充电互操作性

7.4.1 互操作性的定义

7.4.2 补偿网络互操作性的评价方法

7.4.3 耦合线圈互操作性的评价方法

7.4.4 互操作性的提升方法

参考文献

第8章 全向无线电能传输技术

8.1 磁场调控方法

8.2 输出电压自适应调节的全向无线电能传输系统

8.2.1 系统分析

8.2.2 仿真分析

8.3 输出电压自适应调节的无线电能传输可重组接收端

8.3.1 系统分析

8.3.2 仿真分析

8.4 集成型二维空间全向无线电能传输方法研究

8.4.1 系统分析

8.4.2 仿真与实验

参考文献

第9章 无线电能传输技术电磁安全

9.1 电磁环境安全分析

9.1.1 电磁场与电磁暴露

9.1.2 电磁暴露与人体健康

9.1.3 电磁防护安全标准

9.2 电动汽车无线电能充电空间电磁场对血液细胞生物活性的影响

9.2.1 电动汽车无线充电频率段电磁场限值标准

9.2.2 电动汽车无线充电空间电磁场的分布

9.2.3 电动汽车无线充电空间电磁场对人体的影响

9.3 电动汽车无线充电空间电磁场的安全分析及生物效应影响

9.3.1 电动汽车无线充电系统中人体电磁安全性的仿真分析

9.3.2 电动汽车无线充电空间电磁场的测量

9.3.3 生物效应影响在电磁暴露实验中的探究

9.4 电动汽车无线充电电磁屏蔽技术

9.4.1 无线电能传输多层级被动式组合屏蔽原理与特性分析

9.4.2 多层级被动式组合屏蔽方法模型分析

参考文献