摘要: 电动汽车作为缓解能源供给、促进经济可持续发展的一项重要举措，逐渐成为我国重点发展的战略性产业之一，而无线电能传输技术具有充电安全性、可靠性以及便利性等优势，目前已广泛应用于电动汽车无线充电（ElectricalVechialWirelessPowerTransmissi... 展开 电动汽车作为缓解能源供给、促进经济可持续发展的一项重要举措，逐渐成为我国重点发展的战略性产业之一，而无线电能传输技术具有充电安全性、可靠性以及便利性等优势，目前已广泛应用于电动汽车无线充电（ElectricalVechialWirelessPowerTransmission，EV-WPT）技术的研发过程中。然而，随着研究的不断深入，一方面，EV-WPT系统在能量传输过程中不可避免地会受到周围金属物体的影响，使得金属物体的温度升高而可能引发火灾或损害设备，同时还可能会干扰传能线圈中的磁场分布，影响EV-WPT系统的传输性能。另一方面还会产生漏磁而向周围环境辐射电磁场，可能会干扰周围设备的正常运行，因此研究EV-WPT系统的金属影响特性以及EV-WPT系统与周围通讯设备的共存干扰问题具有重要的意义。 本文主要针对上述两方面的问题，围绕EV-WPT系统的金属影响问题和共存干扰问题展开了一下内容的研究并得出了相关结论： 首先，建立了金属材料下EV-WPT系统的理论与仿真模型，基于材料特性分别分析了铁磁性金属和非铁磁性金属对EV-WPT系统的影响，并通过仿真进行验证；重点针对EV-WPT系统立体车库和钢筋混凝土路面的典型应用场景进行仿真与建模分析，得到了复杂金属环境对EV-WPT系统的影响特性并提出了四点针对性的性能优化措施，可有效解决金属背景环境下WPT系统谐振点偏移以及电磁泄露严重的问题，从而改善EV-WPT系统的工作性能；进一步地，根据金属影响特性及影响程度的差异提出了一种基于频率扫描的EV-WPT系统金属异物检测整体方案，该方案不仅能确定异物所处位置，还能判别异物的类型，包括易拉罐、散热片等，可有效降低金属异物落于传能线圈中间时潜在的安全风险。此外，还分析了关键参数对检测系统性能的影响特性，为检测系统参数的优化设计提供理论指导。 其次，在综合考虑频谱资源占用情况以及EV-WPT系统的关键指标的基础上印证了EV-WPT系统81.38kHz-90kHz（中心频率为85kHz）工作频段选取的合理性，并采用频谱交叠的方式确定了共存干扰场景；分别分析了EV-WPT系统的干扰特性和中频调幅（AM）广播系统的受扰特性，在综合考虑二者工作特性的基础上研究了一种基于谐波分析的EV-WPT系统与AM广播系统的共存通过性评价方案，填补了电动汽车领域与无线通信领域在频率共存干扰研究方面的空缺，有助于EV-WPT系统的推广与应用；基于共存通过性评价方案，分析了EV-WPT系统关键参数对系统共存的影响特性，得出结论：采用合理尺寸的圆形线圈以及LCC拓扑可降低其对潜在受扰设备的干扰，为提高EV-WPT系统的共存容忍度提供技术指导；进一步地建立了基于场路结合的共存干扰电磁联合仿真模型并进行共存通过性分析，分析得到如下结论：对于本文所建模型，在考虑墙壁衰减时，当AM广播距离线圈中心5m范围外时二者是可以共存的。 最后，分别搭建了EV-WPT系统金属异物检测实验平台和EV-WPT系统与AM广播系统共存实验平台，依托该实验平台，实验结果证明了本文所提出的金属异物检测方案具备识别易拉罐、散热片以及铁氧体存在及所处位置的能力，同时也验证了本文共存通过性仿真结果与实验结果的一致性。 收起