电动汽车无线充电道路关键技术与应用技术应用案例

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电动汽车无线充电道路关键技术与应用技术应用案例融合光伏发电、无人驾驶的电动汽车无线充电道路关键技术与应用技术应用案例，为响应国家清洁能源优先发展战略，国家电网有限公司加大配电网建设和电动汽车推广力度，着力提升能源清洁化率和终端电气化率。

目录

一、背景

通过路面光伏、无线充电、无人驾驶三项技术融合，可实现光伏发电少占用土地资源和电动汽车便捷高效充电，是提高配电网能源清洁化率和终端电气化率的有效手段。但目前存在以下难题：1）电动汽车动态无线充电系统效率低、功率波动大，效能评价方法不明确；2）路面光伏发电组件承压和防滑耐磨性能差、光电转换率低；3）车辆快速移动及偏移导致充电效率降低，缺乏有效的快速定位及智能纠偏方法。

二、应用案例

1.项目概述

项目成果成功应用于苏州同里“三合一”电子公路示范工程、重庆华软网络科技有限公司光伏路面、中成大器教育科技有限公司光伏路面、烟台公交公司、恒屹汽车、吉林屹为、长城华冠、北汽新能源、一汽大众、长安汽车、电力巡检机器人、输变电监测等领域，促进了光伏路面材料工艺、电动汽车无线充电的技术发展。

2.主要效益

本项目无线充电系列产品在电动汽车、智能家电、电网、军工、石油钻井、风力发电、工业流水线作业系统等领域应用，创造了大量销售业绩，近三年来累计新增销售额22168.00万元，新增利润4905.20万元，新增税收2407.86万元。应用于相关智能光伏路面项目及技术服务，近三年来累计新增销售额8460.56万元，新增利润1893.12万元，新增税收337.18万元。

社会效益

1）光伏路面技术的推广应用减少了光伏项目对土地资源的占用，破解了经济发达地区光伏用地紧张的难题，促进了空间换能源理念的实现，提供了清洁能源与公路资源的相互融合、综合利用的未来模式，引领清洁能源的生产与消纳，有力推动能源变革进程。

2）动态无线充电技术实现了电动汽车即停即充、边走边充、不停车供电的示范应用，为解决电动汽车充电瓶颈提供了一种途径，形成了高效智能的电动汽车能量在线补给方案，引领了动态无线充电产业进步，推动了电动汽车充电多元化发展，促进了电动汽车的产业化。

3）通过无人驾驶和无线充电技术的深度结合，无人驾驶技术的精准性有效减少了无线充电耦合的偏移，提高了动态无线充电的效率，减少了电能传输中的损耗，推进了动态无线充电在电动汽车领域的应用。

间接经济效益

1）在光伏路面发电方面。目前我国道路总长度约为458万公里，据中国光伏智能道路产品行业权威专家估算，如果道路总长度的千分之一采用智慧光伏路面技术，全年可光能发电72亿kWh，有效减少电煤使用量216万吨，减少二氧化碳排放量538万吨，环境效益显著。

2）在电动汽车无线充电应用方面。根据全球知名咨询机构IHS Markit2017年预测，全球无线充电技术的市场将保持50%~200%的增长，到2024年市场规模接近千亿元人民币。

三、技术要点

1、首创了融合光伏发电、无人驾驶的电动汽车无线充电道路整体技术与工程实施方案，解决了光伏路面高强度透明面层浇筑、无线充电的电磁环境防护等难题，建成了总长500米融合光伏发电的电动汽车动态无线充电道路，实现了高可靠运行。

2、发明了面向短分段导轨组群驱动模式的邻接导轨软切换技术，解决了导轨快速切换中组件电压应力大、能量损耗高等难题；提出了基于窗口约束模式高速响应的电动汽车动态充电功率波动控制技术，解决了电动汽车大容量动态无线充电的关键问题。

3、提出了动态无线充电系统磁耦合机构综合评价体系和基于混沌映射的快速非支配排序多目标优化方法，解决了动态无线充电系统能量耦合距离、抗偏移、电磁环境安全等多目标优化问题，实现了对系统能效特性、携能特性和空间特性的综合性能评价与优化。

4、提出了基于源端敏感特征参量的电动汽车充电状态自适应感知技术，克服了行进中车辆位置高精度定位难题，实现了车辆位置和状态的快速感知及充电区域的自主识别；提出了多系统融合的无线充电和无人驾驶智能综合协调控制方法，克服了车辆行驶过程中路线偏移造成充电效率降低的难题，实现了对道路标识、路面环境的智能感知及车辆行驶中的高效充电。

四、应用前景

无线充电技术由于无需直接的物理连接，具有易操作、安全便捷、环境适应性强，以及可实现无人操作的自动化充电等优点。将无线充电与智能驾驶、自动泊车等技术结合，无疑是电动汽车发展的趋势之一。由此，无线充电成为实现无人驾驶全程无人化操作的关键一环。