书名：无线电能传输——电动汽车及移动设备应用  
定价：228.0  
ISBN：9787111722380  
作者：[韩]林春泽（Chun T. Rim） [美]米春亭（Chris Mi）  
版次：1  

内容提要：  

《无线电能传输——电动汽车及移动设备应用》共分为六部分，其中第一部分简要介绍了移动电源、无线电源和电动汽车的概念。第二部分阐述了IPT的耦合线圈模型、回转器电路模型、磁镜模型和通用统一动态相量等理论。第三部分讨论了RPEV的动态充电问题，从引入动态充电开始，总结了RPEV的历史，解释了I型和S型超细供电导轨的设计，以及用于IPTS的控制器和补偿电路、有源抵消的电磁场抵消方法等。第四部分从静态充电和非对称线圈的介绍开始，解释了大容量EV充电器设计，以及EV充电器的电容式电能传输和异物检测。第五部分从耦合磁谐振系统的回顾开始，介绍了IPT手机和机器人的移动应用，阐述了中远程IPT和偶极子线圈自由空间全向IPT，并讨论了机器人二维全向IPT。第六部分阐述了无线核仪器和SMF等WPT的特殊应用，并展望了WPT的发展前景。

本书是电力电子、物联网和汽车行业的工程师，以及电动汽车和移动设备无线电力传输领域的工程师必不可少的设计和分析指南，也是相关专业研究生和高年级本科生的重要参考书。

目录

译者序

原书前言

第一部分引言

第1章移动电力电子设备简介

1.1移动电力电子设备概述

1.2移动电力电子设备简史

1.3远距离移动式电能传输（MPT）

1.3.1射频电能传输（RFPT）

1.3.2光学电能传输（光学PT）

1.3.3绳系电能传输（绳系PT）

1.4小结

参考文献

第2章无线电能传输（WPT）简介

2.1WPT系统的一般原理

2.1.1WPT系统的一般配置

2.1.2WPT的一般要求

2.2感应电能传输（IPT）简介

2.2.1IPT的基本原则

2.2.2IPT系统的配置

2.3电容式电能传输（CPT）简介

2.4谐振电路简介

2.4.1不谐振IPT系统

2.4.2谐振IPT系统中的漏电感补偿方法

2.4.3谐振IPT系统中的线圈补偿方法

2.4.4谐振IPT中的其他补偿方法

2.4.5关于谐振电路的讨论

2.5小结

参考文献

第3章电动汽车（EV）简介

3.1电动汽车简介

3.1.1电动汽车的历史

3.1.2电动汽车的优缺点

3.1.3电动汽车的结构

3.2电动汽车的分类

3.2.1按能源或充能分类

3.2.2按部件分类

3.2.3电动汽车的应用

3.3电动汽车的技术和其他问题

参考文献

第二部分感应电能传输（IPT）理论

第4章耦合线圈模型

4.1简介

4.2变压器模型

4.3M模型

4.4T模型

4.5进一步讨论和结论

附录

参考文献

第5章回转器电路模型

5.1简介

5.2补偿电路的回转器表达

5.2.1具有无源元件的回转器的实现

5.2.2IPT系统中的回转器：谐振电路

5.2.3IPT系统中的回转器：耦合电感

5.2.4IPT系统中的回转器：包含ESR的情况

5.3纯虚数增益回转器的电路特性

5.3.1源型转换法则：电压到电流以及电流到电压

5.3.2终端阻抗转换法则

5.3.3无端接阻抗转换法则

5.3.4回转器合并法则：多个串联的回转器

5.4用本章中的方法对完全调谐的补偿电路进行分析

5.4.1V-SS电路

5.4.2I-SP电路

5.4.3V-LCL-P电路

5.4.4讨论

5.5用提出的方法分析失谐的补偿电路

5.6实例设计与实验验证

5.7小结

参考文献

第6章磁镜模型

6.1简介

6.2改进的磁镜模型线圈与开放芯板

6.2.1有限宽度的单线圈

6.2.2有限宽度的双线圈

6.2.3单线圈局部饱和度

6.2.4双线圈局部饱和度

6.3具有平行芯板线圈的改进磁镜模型

6.3.1单线圈和有限宽度的拾取线圈

6.3.2双线圈和有限宽度的拾取线圈

6.4实例设计和实验验证

6.4.1具有开放芯板的单线圈和双线圈的磁通密度

6.4.2单线圈和双线圈开放芯板上的大磁通密度

6.4.3具有平行芯板的单线圈和双线圈的磁通密度

6.4.4在线电动汽车的现场测试

6.5小结

参考文献

第7章通用统一动态相量

7.1简介

7.2交流电路的复拉普拉斯变换

7.2.1复拉普拉斯变换理论

7.2.2统一通用相量变换

7.2.3复拉普拉斯变换在复电路元件中的应用

7.2.4复拉普拉斯变换在复电路中的应用

7.3复拉普拉斯变换电路的分析

7.3.1复拉普拉斯变换电路的静态分析

7.3.2复拉普拉斯变换电路的动态分析

7.3.3复拉普拉斯变换电路的微扰分析

7.4复拉普拉斯变换电路的仿真验证

7.4.1静态分析的验证

7.4.2动态扰动分析的验证

7.5小结

参考文献

第三部分道路供电电动汽车（RPEV）的动态充电

第8章动态充电简介

8.1RPEV简介

8.2OLEV的功能要求与参数设计

8.2.1OLEV的功能要求、参数设计和约束条件

8.2.2二次侧功能要求与参数设计

8.2.3设计矩阵

8.2.4功能要求与参数设计的建模

8.3道路供电电动汽车的前景讨论

8.3.1能源和环境

8.3.2道路供电电动汽车与电能供应

8.3.3道路供电电动汽车与插电式电池汽车

8.3.4电磁安全

8.4结束语：动态充电的必要性

参考文献

第9章道路供电电动汽车的历史

9.1简介

9.2RPEV无线电能传输系统基础

9.2.1无线电能传输系统的总体配置

9.2.2IPTS的基本原理

9.2.3IPTS的基本要求

9.2.4IPTS的设计问题

9.3RPEV早期的历史

9.3.1RPEV的起源：“电气化铁路变压器系统”的概念

9.3.2RPEV的首次开发

9.4OLEV的发展

9.4.1第一代(1G)OLEV

9.4.2第二代(2G)OLEV

9.4.3第三代(3G)OLEV

9.4.4第四代(4G)OLEV

9.4.5第五代(5G)OLEV

9.5OLEV的一些技术和经济问题

9.5.1广义有源EMF抵消方法

9.5.2交叉分段动力导轨(X-轨)

9.5.3OLEV的简要经济分析

9.6其他研究团队对道路供电电动汽车的研究趋势

9.6.1奥克兰大学研究团队

9.6.2庞巴迪研究团队

9.6.3ORNL研究团队

9.6.4韩国铁路研究院团队

9.6.5Endesa研究小组

9.6.6INTIS研究小组

9.7互操作IPT：第六代(6G)OLEV

9.8小结

参考文献

第10章窄幅单相供电导轨(I型)

10.1简介

10.2窄幅I型IPTS设计

10.2.1OLEV之前的设计

10.2.2IPTS I型供电导轨

10.2.3供电导轨设计

10.2.4拾取端设计

10.3全谐振电流源IPTS分析

10.3.1整体配置

10.3.2电流源IPTS

10.3.3传统的二次谐振IPTS

10.3.4完全谐振的IPTS

10.4方案设计与实验验证

10.4.1输出电压

10.4.2输出功率和效率

10.4.3空间功率变化

10.4.4电磁干扰

10.5小结

参考文献

第11章窄幅双相供电导轨(I型)

11.1简介

11.2dq型供电导轨设计

11.2.1传统I型IPTS的空间感应电压变化

11.2.2dq型供电导轨的设计与分析

11.2.3与I型供电导轨的对比

11.3IPTS的电路设计

11.3.1IPTS的功率电路

11.3.2功率电路相移分析

11.3.3IPTS控制电路

11.3.4设计的仿真验证

11.4实例设计与实验验证

11.5小结

参考文献

第12章超细供电导轨（S型）

12.1简介

12.2超细S型供电导轨的设计

12.2.1供电导轨和拾取侧的配置

12.2.2S型供电导轨的尺寸

12.2.3电力电缆的绕线方式

12.2.4为防止部分饱和的最佳磁心尺寸

12.2.5顶盖宽度和磁化电感

12.2.6功率损耗分析

12.3实例设计和实验验证

12.3.1有效面积和负载功率

12.3.2功率损耗和热完整性

12.3.3横向和纵向容差

12.4柔软S型电源模块的制作

12.5小结

参考文献

第13章动态充电器的控制器设计

13.1简介

13.2OLEV感应电能传输系统的大信号动态模型

13.2.1OLEV的工作原理

13.2.2拾取电流的大信号动态分析

13.3实例设计和实验验证

13.4小结

参考文献

第14章补偿电路

14.1简介

14.28种基本补偿方案的对比

14.2.1效率条件

14.2.2负载功率传输条件（R1=R2=0）

14.2.3与负载无关的输出电压或输出电流特性（R1=R2=0）

14.2.4k独立补偿特性

14.2.5允许无磁耦合（R1=R2=0）

14.3I-SS和I-SP的等价性和对偶性

14.3.1效率的等效性

14.3.2负载功率的等效性和输出的对偶性

14.3.3组件应力的等价性

14.4I-SS和I-SP的设计指南

14.5实例设计和实验验证

14.6小结

参考文献

第15章电磁场（EMF）抵消

15.1简介

15.2通用有源EMF抵消方法

15.3用于WEV的有源EMF抵消的设计实例

15.4EMF抵消设计和OLEV的I型IPTS分析

15.5ALV的I型IPTS的实例设计和实验验证

15.6小结

参考文献

第16章大容差设计

16.1简介

16.2带有I型供电导轨的自解耦双拾取线圈

16.2.1拾取线圈的整体配置

16.2.2非解耦拾取线圈的问题

16.2.3无芯板的自解耦单拾取线圈组

16.2.4有芯板的自解耦单拾取线圈组

16.3设计实例和实验验证

16.3.1有/无芯板的自解耦单拾取线圈组

16.3.2有/无芯板的自解耦双拾取线圈组

16.3.3有芯板的自解耦双拾取线圈组的负载功率

16.4小结

参考文献

第17章供电导轨分段和部署

17.1简介

17.2交叉分段供电导轨设计

17.2.1分段供电导轨设计前的工作

17.2.2交叉分段供电导轨（X-轨）

17.3X-轨的实例设计和实验验证

17.4小结

参考文献

第四部分纯电动汽车和插电式混合动力电动汽车的静态充电

第18章静态充电简介

18.1对电动汽车（EV）和无线电动汽车（WEV）的需求

18.2现有静态EV充电器简介

18.3静态EV充电器的设计问题

18.3.1一般的线圈设计问题

18.3.2线圈的最佳设计半径

18.3.3线圈设计中线圈类型的选择

18.3.4线圈设计中磁心结构的选择

18.3.5用于线圈设计的磁场屏蔽

18.3.6线圈、补偿电路和控制器设计中的不对准问题

18.3.7位置检测问题

18.4静态EV充电器的标准和规范问题

18.4.1SAE J2954标准：工作频率、功率等的选择

18.4.2ICNIRP指南：EMF和电场

18.4.3SAR规则

18.5小结

参考文献

第19章用于大偏移量电动汽车充电器的非对称线圈

19.1简介

19.2感应电能传输系统电动汽车的设计

19.2.1感应电能传输系统的设计

19.2.2电源线圈和拾取线圈组的尺寸

19.2.3复矢量域磁通模拟的主导场分析（DoFA）方法

19.2.4横向和纵向偏移

19.2.5气隙变化效应的缓解

19.2.6防止局部饱和

19.2.7新的磁滞损耗模型

19.3实例设计和实验验证

19.3.1开路输出电压

19.3.2等效输出电阻

19.3.3EMF

19.4小结

参考文献

第20章用于大偏移量电动汽车充电器的DQ线圈

20.1简介

20.1.1矩形线圈问题

20.1.2偏移扩展方法

20.1.3采用的发射线圈组的配置

20.2实验设计和仿真验证

20.3实验验证

20.4小结

参考文献

第21章电动汽车充电器耦合器的电容式电能传输

21.1简介

21.2四极板结构及其电路模型

21.2.1极板结构

21.2.2极板的电路模型

21.2.3极板尺寸

21.3双面LCL补偿拓扑

21.4样机设计

21.5实验验证

21.5.1实验装置

21.5.2实验结果

21.5.3与LCLC补偿系统的讨论与比较

21.6小结

参考文献

第22章异物检测

22.1简介

22.2非重叠线圈组的异物检测和位置检测

22.2.1线圈组的总体布局

22.2.2用于异物检测和位置检测的非重叠线圈组

22.2.3FOD的仿真

22.2.4FOD的操作算法

22.2.5位置检测仿真

22.3实例设计和实验验证

22.3.1低通滤波器

22.3.2FOD

22.4小结

参考文献

第五部分手机和机器人的移动应用

第23章磁耦合谐振系统综述

23.1简介

23.2带阻抗变压器的CMRS静态分析与设计

23.2.1总体结构

23.2.2静态分析：功率和效率

23.2.3CMRS的设计

23.3实例设计与实验验证

23.3.1实验中的CMRS：定距变负载工况

23.3.2实验中的CMRS：变距和固定负载工况

23.4相位和EMF分析

23.5小结

参考文献

第24章基于偶极子线圈的中程IPT

24.1简介

24.2一次和二次线圈设计

24.2.1整体线圈配置

24.2.2阶梯式磁心优化设计

24.2.3磁心损耗计算

24.2.4绕线方法和寄生电容

24.3IPTS的实例设计和实验验证

24.3.1整体配置

24.3.2线圈制作

24.3.3效率测量

24.3.4损耗测量

24.4小结

参考文献

第25章基于偶极子线圈的远程IPT

25.1简介

25.2极松耦合偶极子线圈的分析与设计

25.2.1IPTS静态电路模型分析

25.2.2负载电压和功率的分析与设计

25.2.3偶极子线圈与传统环路线圈的比较

25.3IPTS实例设计和实验验证

25.3.1具有固定品质因数的10W负载功率

25.3.2金属环境的比较评估

25.3.3耦合系数随距离和对准的变化

25.3.4负载功率磁心材料的比较评价

25.4小结

参考文献

第26章自由空间全方位移动充电器

26.1简介

26.2各种电能传输方式的自由度评估

26.3环路线圈全方位无线电能传输

26.3.1均匀分布磁通密度下Rx线圈的分析

26.3.2单发射线圈和三接收线圈（1Tx-3Rx）

26.3.3三发射线圈和单接收线圈(3Tx-1Rx)

26.3.4双发射线圈和双接收线圈(2Tx-2Rx)

26.3.5IPT全方位供电条件

26.4交叉偶极子线圈的分析与设计

26.4.1偶极子线圈的全方位无线电能传输

26.4.2基于仿真的交叉偶极子收发线圈设计

26.5实例设计和实验验证

26.5.11m2交叉偶极子发射线圈原型制作

26.5.2全方位供电验证

26.5.310W级Rx线圈的效率测量

26.6小结

参考文献

第27章用于机器人的二维全方位IPT

27.1简介

27.2整体系统配置

27.3移动机器人IPTS的设计与制作

27.3.1没有交叉点的电源地板绕组

27.3.2多拾取替代

27.3.3逆变器、整流器和Buck变换器

27.4实例设计和实验验证

27.5小结

参考文献

第六部分无线电能传输技术的特殊应用

第28章磁场聚焦

28.1简介

28.2一维SMF技术概述

28.3实例设计和实验验证

28.4小结

参考文献

第29章无线核仪器

29.1简介

29.2高可靠性电力和通信系统的设计

29.2.110W级无线电能通道

29.2.2RF无线通信通道

29.2.3隔热箱

29.2.4GFRP箱

29.3实例设计和实验验证

29.3.17m距离的10W级IPTS：高温和传导障碍性能测试