电动汽车静态无线充电技术研究综述（上篇）
吴理豪 张 波
（华南理工大学电力学院 广州 510641）
摘要 电动汽车（EV）以其清洁节能、低噪声、起步平稳等特点受到了广泛关注，而无线充电技术具有安全、便捷等优点，是电动汽车供电技术未来发展的趋势之一。该文首先对国内外电动汽车静态无线充电技术研究成果及产业现状进行综述；然后系统地介绍国内外电动汽车无线充电的相关标准以及电磁安全性研究的进展；最后指出电动汽车静态无线充电技术在商业化过程中亟待解决的问题及今后产业的发展趋势。
关键词：电动汽车 静态无线充电 产业现状 标准 电磁安全
0 引言
近年来随着经济的快速发展，汽车持有量持续攀升，但由于传统燃油汽车会产生大量尾气，在给人们带来便捷的同时，也给环境和资源带来了巨大的压力。大力发展新能源电动汽车，能够加快燃油替代，减少汽车尾气排放，对保障能源安全、促进节能减排、防治大气污染具有重要意义[1-2]。新能源电动汽车的发展得到了世界各国政府的大力支持，我国国务院在2012年6月28日印发了《节能与新能源汽车产业发展规划（2012～2020年）》，提出到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆的目标[3]。但电动汽车（Electric Vehicles, EV）的推广仍面临着诸多困难，其中续航里程是制约新能源电动汽车发展的主要瓶颈之一。由于车载电池容量的限制，电动汽车必须进行充电操作，目前市面上电动汽车的充电方式主要有有线充电和无线充电两种。其中，有线充电是较为普遍的充电方式，但有线充电存在着许多局限性，如连接部分易损坏（老化、漏电）、插拔时容易产生火花存在安全隐患、占地面积大、需要人工操作和维护等。而相比于有线充电，无线充电具有占地面积小、方便灵活、无需插拔安全性高、不受恶劣天气影响、维护成本低、与电网互动能力强、充电更加智能化等优点，因而受到越来越多的关注[4-7]。
电动汽车无线充电的类型主要分为[4]静态无线充电、动态无线充电和准动态无线充电三种。静态无线充电技术是在电动汽车停止时给汽车充电，适合于停车场、商场、居民区等应用场合；动态无线充电则是在汽车行驶过程中给汽车充电，能持续为汽车提供能量，允许电动汽车搭载较小容量的电池；准动态无线充电则是在汽车短时间停靠的地方给汽车充电，如在交通信号灯处，这样可以在途中给汽车补充能量。动态无线充电和准动态无线充电都能有效延长电动汽车行驶里程，但是需要对指定道路进行改造，前期成本投入较大，后期也需要较多的人工维护，而静态无线充电则较为灵活便捷。
静态无线充电技术，按照传输机理又可分为电磁辐射式、电场耦合式和磁场耦合式[8]三种。辐射式无线电能传输技术利用远场进行能量传输，主要包括无线电波式、激光等，适合于远距离无线输电，但效率很低，且微波、无线电波式等传输功率很小，而激光式目前技术仍未成熟；电场耦合式、磁场耦合式无线电能传输技术利用近场传输电能，其中电场耦合式利用电容的电场进行能量传输，磁场耦合式则以交变磁场进行能量传输，由于电场对于人体影响较大，电场耦合式研究较少，相对地，磁场耦合式则受到了较多关注，也被广泛应用于电动汽车静态无线充电中。磁场耦合式无线电能传输技术又可分为感应式和谐振式。感应式传输功率大，近距离传输效率较高，但由于其基于电磁感应定律，对耦合系数较为敏感，仅适用于近距离传输；谐振式基于磁共振原理，传输距离可几倍于发射线圈，适合于中距离传输，且电能传输不受空间非磁性障碍物的影响[9]，在电动车汽车静态无线充电中更具优势[10]。
本文主要研究磁场耦合式电动汽车静态无线充电技术，首先对国内外电动汽车静态无线充电技术的研究成果及产业现状进行综述，接着介绍国内外电动汽车无线充电的相关标准以及电磁安全性研究的进展，最后指出电动汽车无线充电技术在商业化过程中亟待解决的问题，为电动汽车静态无线充电技术产业发展提供方向。
1 国内外电动汽车静态无线充电技术研究成果及产业现状
1.1 国外研究成果及产业现状
国外开展电动汽车静态无线充电技术研究的高校、科研机构主要有：新西兰奥克兰大学、韩国高等科学技术学院（KAIST）、美国橡树岭国家实验室（ORNL）、美国犹他大学、美国密歇根大学、日本埼玉大学、东京大学等。研究主要集中在系统建模与控制、磁耦合机构、补偿拓扑、抗偏移能力以及电磁泄漏、屏蔽等方面。其中奥克兰大学的研究团队在磁耦合机构研究方面做了大量的工作，并提出了一系列新颖的线圈结构，有效提高了磁耦合机构的性能[11-16]，并与高通Halo公司建立了深度合作，开发了一系列产品；韩国高等科学技术学院团队2014年在20cm传输距离下实现了6.6kW的传输功率，整机效率达95.57%[17]，同年又提出大小线圈的耦合机构，大大提高了系统的抗偏移能力，并将大小线圈应用在5～15kW的无线充电系统中[18]；美国橡树岭国家实验室继2016年成功研发20kW的电动汽车无线充电系统后，在2018年又宣布实现了120kW的大功率无线充电系统，效率更是高达97%[19-20]；美国密歇根大学Chris Mi教授团队2015年提出了应用于电动汽车的双边LCC补偿拓扑结构，实现了输出电流与负载的解耦，该拓扑得到了广泛应用[21-23]。
此外，美国高通Halo、Evatran、Momentum Dynamics、WiTricity、HEVO POWER以及加拿大ELIX和Bombardier等国外各大公司、企业也投入了大量财力、物力进行电动汽车无线充电技术的研究，其中美国高通公司的Halo系统已实现3.3～20kW的输出功率，整机效率大于90%[24]；美国WiTricity公司面向纯电动汽车和混合动力汽车的无线充电系统Drive 11，最高可提供11kW的输出功率，效率最高达93%[25]，并在2018年与宝马公司合作推出了全球首款出厂配备无线充电功能的汽车——BMW 530e iPerformance，充电功率为3.6kW[26]；加拿大ELIX公司采用磁动力耦合MDC技术实现了7.7kW的输出功率[27]；美国Evatran公司提出的PLUGLESS无线充电系统也已实现3.6kW和7.2kW的功率传输，装置分别定价为5 999美元和12 999美元，并为特斯拉Model S、宝马I3、日产LEAF、雪佛兰volt等车型提供无线充电技术支持[28]；Momentum Dynamics公司提出的Momentum无线充电系统最大输出功率可达200kW，效率达95%[29]，并与美国Link Transit公司合作成功将其应用在电动公交车无线充电上[30]；另外，在2019年2月11日WiTricity公司宣布收购高通Halo公司部分技术平台和知识产权[31]，此前高通和WiTricity公司一直与国际标准组织合作，此次收购将有利于标准的统一化，加速电动汽车无线充电的商业化。总体来说，国外各大相关企业在电动汽车无线充电领域处于较为领先的水平，也进行了一定的商业化尝试。
表1从工作频率、线圈尺寸、传输距离、偏移容忍度、效率和传输功率等方面总结了近年来国外主要科研机构、企业在电动汽车静态无线充电技术研究方面所达到的水平[32-34]。从表1中可知，对于kW级电动汽车无线充电系统的研究，目前国外已经取得较大进展，传输距离在10～25cm之间，且具备一定的抗偏移能力，基本能实现大于90%的效率，频率控制在100kHz以内。
1.2 国内研究成果及产业现状
国内也相继开展了对电动汽车静态无线充电的研究，主要的高校、科研机构有重庆大学、哈尔滨工业大学、东南大学、天津工业大学、中科院、清华大学以及华南理工大学等。研究主要集中在系统建模与控制、磁耦合机构优化设计、能量和信息同步传输、电磁兼容与电磁屏蔽、负载识别与异物检测等方面。
东南大学黄学良教授于2013年研发了国内首辆采用无线充电方式供电的电动汽车[35]，另外该团队对电动汽车无线充电的电磁泄漏、电磁屏蔽以及线圈设计等方面也都开展了相应的研究[36-37]。重庆大学孙跃教授团队是国内较早开展电动汽车无线充电研究的团队，该团队针对电动汽车的磁耦合机构、系统建模与控制等方面进行了研究[38-41]，在2013年提出了一种电动汽车能量互充系统[42]，在2015年利用双层DD线圈的磁耦合机构实现了10kW的电动汽车无线充电系统[38]。哈尔滨工业大学朱春波教授团队提出了基于超级电容的无线供电系统，设计了3kW的无线充电系统[43]。天津工业大学杨庆新教授团队搭建了基于风光互补直流微电网的电动汽车无线充电示范工程，实现了6kW的充电功率[44]，同时该团队对电动汽车无线充电电磁安全也进行了相关研究[45-46]。此外，中科院电工研究所的王丽芳教授团队和清华大学的赵争鸣教授团队对电动汽车无线充电系统进行了深入且系统的研究[10,47-48]。
表1 国外主要科研机构、企业电动汽车静态无线充电研究成果
Tab.1 The research progress of static wireless charging for EV of the major foreign research institutions and enterprises
机构年份频率/ kHz发射线圈尺寸/ cm2接收线圈尺寸/ cm2传输距离/ cm偏移容忍度/cm效率(%)功率等级/ kW参考文献 奥克兰大学2011203 8483 84820水平偏移±13—2[11] 2013203 1573 15710～25x轴±40，y轴±23—2～7[13] 2015851 3851 38510—91.321[14] 20172012512515～20x轴±20，y轴±20＞9021[16] 韩国高等科学技术学院20141006 4003 60020—95.5736.6[17] 2014209 9001 40015x轴±40，y轴±20，z轴±5—5～15[18] 美国橡树岭国家实验室2018———15.24—97120[19] 2018225 0245 02412.7—96.9450[20] 密歇根大学2014794 8004 80020x轴±319647.7[22] 2015953 6003 60015x轴±30，y轴±12.595.346[21] 2017852 7001 20015—95.543[23] 犹他大学2012205 191/20.4kg5191/20.4kg17.5～26.5—9035[32] 埼玉大学2011307207207x轴±4.5，y轴±15，z轴±394.721.5[34] 20125096096020x轴±20，y轴±209023[33] 高通HaloTM—854 39962516～22x轴±10，y轴±15＞9033.3～20[24] WiTricity(DRIVE 11)201685784～1 764784～1 76410～25x轴±7.5，y轴±1091～9333.3/7.7/11[25] 加拿大ELIX1—0.1～0.228cm×12cm×13cm5.3kg28cm×12cm×13cm5.3kg8～10—＞9031[27] —0.06～0.0864cm×13cm×13cm35kg64cm×13cm×13cm35kg8～10—＞9037.7 PLUGLESS——————～82.533.6/7.2[28] Momentum Dynamics201885——30.5—953200[29]
注：上标“1”表示采用磁动力耦合MDC技术；上标“2”表示线圈-线圈效率；上标“3”表示电网-DC效率；上标“4”表示DC-DC效率。
国内也有不少企业开展了电动汽车无线充电技术的研究，主要有中兴新能源汽车、中惠创智无线供电技术有限公司、厦门新页科技有限公司、北京有感科技有限责任公司、苏州安洁无线科技、浙江万安科技股份有限公司、青岛鲁渝能源科技有限公司等，其中，中兴新能源汽车在2014年实现了最大60kW的输出功率，效率达90%[7]。中惠创智无线供电技术有限公司自2015年起开始对kW级电动汽车无线充电系统进行研究，目前已实现输出功率为1～30kW的无线充电系统，传输效率大于90%[49]。有感科技有限责任公司也已开发完成3～30kW电动汽车无线充电设备，可以满足电动乘用车、商用车的充电需求，且从地面电源到车载电池的能量转化效率最高可达95%[50-51]。此外，安洁无线科技公司也推出了相应的发射、接收线圈以及控制器等模块[52]。但国内大部分企业还处于研发阶段，未展开大规模的商业化服务。表2列出了国内主要相关高校、企业的部分研究成果。
表2 国内主要科研机构、企业电动汽车静态无线充电部分研究成果
Tab.2 The research progress of static wireless charging for EV of the major domestic research institutions and enterprises
机构年份频率/kHz发射线圈尺寸/ cm2接收线圈尺寸/ cm2传输距离/ cm偏移容忍度/cm效率(%)功率等级/ kW参考文献 东南大学2013——————3[35] 20151002 8272 82725——3.5[36] 重庆大学2015203 6003 60020x轴±20，y轴±20＞82.510[38] 哈尔滨工业大学2015851 6001 60015—873[43] 天津工业大学——6 4006 40040——6[45] 中兴新能源汽车201445——20—90230/60[7] 中惠创智无线供电技术有限公司2016—3 208/24.5kg1 387/10.4kg8～19x轴±7.5，y轴±10，z轴±3～49027.7[49] 2017—4 288/48kg4 288/52kg19x轴±7.5，y轴±10，z轴±3～490222 2017—4 288/48kg4 288/52kg19x轴±7.5，y轴±10，z轴±3～490230 北京有感科技有限责任公司2019—2 1501 1527～14x轴±7，y轴±15907.7[50]
注：上标“2”表示电网-DC效率。
2 电动汽车无线充电标准
2.1 国际标准
标准的制定对于电动汽车无线充电技术的实际应用和商业化具有至关重要的作用。目前国外主要有三个组织在制定电动汽车无线充电标准，分别为美国汽车工程师协会（SAE）、国际电工委员会（IEC）、国际标准化组织（ISO）。ISO和IEC的编制成员基本相同，包括中国、美国、德国、日本、英国、法国等几十个国家，SAE为美洲地区标准，单独制定规范，但与IEC、ISO趋同。
美国汽车工程师协会目前已经制定了多部电动汽车无线充电相关的标准，涵盖了电动汽车无线充电系统的最低性能指标要求、通信协议和信号传递方式等方面的内容[53-57]。其中，SAE发布的关于纯电动汽车和混合动力汽车（Plug-in Hybrid Electric Vehicles, PHEV）无线充电的标准SAE TIR J2954，是被广泛参照的电动汽车无线充电标准之一，该标准在2015年5月31日发布，并于2019年4月23日进行了二次修订[56-57]。SAE J2954无线充电标准规格见表3，SAE J2954对轻型（3.7～22kW）无线充电系统的功率等级划分、额定效率、偏移效率、传输距离、偏移容忍度、电网侧功率因数、谐波含量和工作频率等各项指标做出了详细规定[5]。另外在J2954中对异物检测、活物检测、电磁兼容、测试等方面也做了相应的规定。而针对功率在22～200kW等级的重型无线充电系统的标准，SAE将在J2954/2中进行单独制定。
表3 SAE J2954无线充电标准规格
Tab.3 Specification of SAE J2954 wireless charging standard
标准功率等级 WPT1WPT2WPT3WPT4 最大输入功率/kW3.77.71122 额定效率(%)＞85＞85＞85— 偏移效率(%)＞80＞80＞80— 传输距离/cm低：10～15；中：14～21；高：17～25 偏移容忍度/cmx轴±7.5；y轴±10；旋转角度6° 功率因数＞0.95 谐波含量THD(%)＜5 工作频率/kHz85 (81.38～90)
国际电工委员会制定的无线充电标准IEC 61980是电动汽车无线充电行业中另一重要的标准，该标准包括电动汽车无线系统的通用要求、通讯协议和特殊要求三个部分[58-60]。其中，通用要求标准IEC 61980-1在2015年7月发布，之后在2017年1月进行了修订，第二版预计于2020年7月颁 布[60]，该部分对性能要求、技术分类、测试、电击防护、安全要求、电磁兼容、结构要求、材料强度、服务条款等内容进行了规定[58]，通信协议和特殊要求这两部分的规定预计于2019年颁布[60]。另外，国际标准化组织分别在2013～2015年间发布了ISO 15118-1/2/3，对电动汽车充电的通信协议做出了相关规定，并在2017年1月发布ISO 19363，提出了电动汽车无线充电的安全及互操作性要求[61-62]。
表4详细列出了国际上主要的电动汽车无线充电标准，总体而言，国际上对于电动汽车无线充电基础标准的制定已较为完整，基本满足行业发展需求，但由于对电动汽车无线充电技术的研究侧重点不同，不同标准之间的兼容性较差。
表4 国外电动汽车无线充电标准
Tab.4 The standards of wireless charging for EV in foreign
发布机构标准编号发布日期具体描述状态 SAE[53-57]J2954_2019042019-04-23Wireless Power Transfer for Light-Duty Plug-In/ Electric Vehicles and Alignment Methodology发布 J2954/2—Wireless Power Transfer of Heavy-Duty Plug-In Electric Vehicles and Positioning Communication制定中 J1773_2014062014-06-05SAE Electric Vehicle Inductively Coupled Charging (STABILIZED Jun 2014)发布 J2847/62015-08-05Communication between Wireless Charged Vehicles and Wireless EV Chargers发布 J2931/62015-08-27Signaling Communication for Wirelessly Charged Electric Vehicles出版 IEC[58-60]IEC 61980-1: 2015/COR1: 20172017-01-25Corrigendum 1-Electric vehicle wireless power transfer (WPT) systems-Part 1: General requirements发布 IEC TS 61980-2 Ed.1.0预计发布2019Electric vehicle wireless power (WPT) systems-Part 2: Specific requirements for communication between electric road vehicle and infrastructure with respect to wireless power transfer (WPT) systems制定中 IEC TS 61980-3 Ed.1.0预计发布2019Electric vehicle wireless power transfer (WPT) systems-Part 3 Specific requirements for the magnetic field wireless power transfer systems制定中 ISO[61-62]ISO 15118-1/2/32013～2015Road vehicles—Vehicle-to-Grid Communication Interface出版 ISO 193632017-01Electrically propelled road vehicles—Magnetic field wireless power transfer—Safety and interoperability requirements出版
2.2 国内标准
国内的电动汽车无线充电国家标准主要是由中国电力企业联合会、全国汽车标准化技术委员会以及工业和信息化部门等制定发布。目前，国内共立9项关于电动汽车无线充电的国家标准，其中通用要求已经获批，其余仍处在起草阶段[63]，不过在广州、上海等地电动汽车无线充电的地方标准已颁布并实施[64]。表5对国内主要的电动汽车无线充电标准进行了汇总，可以看到已立项的标准对电动汽车无线充电系统的技术要求、通信、互操作性、安全性测试等内容作出了规定，基本上也已完成了对电动汽车无线充电基础标准的制定，但国内标准的制定相对滞后，应加快出台相关标准，为产业发展提供保障。
表5 国内电动汽车无线充电标准
Tab.5 The standards of wireless charging for EV in domestic
发布机构标准编号发布日期具体描述状态 中国电力企业联合会、全国汽车标准化技术委员会、工业和信息化部[63]计划号20150675-T-339预计2019电动汽车无线充电系统通用要求批准 计划号20160764-T-524项目下达2016-06-14电动汽车无线充电系统特殊要求起草 计划号20160492-T-524项目下达2016-06-14电动汽车车载充电机和无线充电设备之间的通信协议起草 计划号20160493-T-524项目下达2016-06-14电动汽车无线充电电磁环境限值与测试方法起草 计划号20171275-T-339项目下达2017-07-21电动汽车无线充电系统电磁兼容性要求和试验方法起草 计划号20180970-T-524项目下达2018-07-18电动汽车无线充电系统互操作性要求及测试 第1部分：地面端起草 计划号20181906-T-339项目下达2018-10-15电动汽车无线充电系统互操作性要求及测试 第2部分：车辆端起草 计划号20180971-T-524项目下达2018-07-18立体停车库无线供电系统技术要求及测试规范起草 计划号20180679-T-524项目下达2018-07-18电动汽车无线充电系统商用车应用特殊要求起草 上海市质量技术监督局[64]DB31/T 1054/10552017-06-23电动汽车无线充电系统（实施于2018-10-01）发布 广东省质量技术监督局[64]DB44/T 20992018-01-02电动汽车无线充电系统（实施于2018-04-02）发布
3 电动汽车无线充电电磁安全性研究
电磁暴露关系到人体的健康，因此对电动汽车无线充电系统进行电磁安全性评估必不可少，以下首先对国内外电磁暴露的安全限值标准进行总结对比，然后将国内外学者对电动汽车无线充电系统对人体健康的影响和电磁屏蔽的研究进行一个综述。
3.1 电磁辐射安全限值标准
电磁暴露的环境可划分为公众暴露和职业暴露两种，公众暴露是指在公共环境中生活的大众群体受到的电磁辐射，一般情况下是很难发现或不知道自己已经受到暴露，并且没有保护措施；职业暴露是针对工作在特殊电磁环境中的工作的职业人群，一般会有保护措施并受过一定的安全训练，根据暴露环境的不同，电磁暴露安全限值也不同。目前国际上具有代表性的电磁标准是国际非电离暴露防护委员会（ICNIRP）制定的《限制时变电场、磁场和电磁场曝露导则》[65]和美国电子电气工程师协会（IEEE）制定的《关于人体曝露到电磁场安全水平的IEEE标准》[66]。ICNIRP先后颁布了两个版本，第1版是1998年颁布的，此版本中对0.8～150kHz频段磁感应强度的公众暴露限值为6.25mT，职业暴露限值0.82～65kHz时规定为30.7mT，0.065～1MHz时规定为2.0/f（频率f单位为MHz）。随着研究的深入，在2010年ICNIRP修订了之前的版本，提高了安全限制，公众暴露限值由6.25mT提高到27mT，职业暴露限值提高到了100mT[6]。相比于ICNIRP颁布的标准IEEE对于电磁暴露的限值则较为宽松，对于公众暴露头部和躯干的允许的最大磁感应强度达205mT，职业暴露达615mT[6]。对于电动汽车无线充电系统，国际上目前更多是参考ICNIRP发布的标准。国内在1988年首次发布了《电磁辐射防护规定》（GB 8702—1988）和《环境电磁波卫生标准》，此后为更加合理地管理电磁环境，在参考国际标准以及综合考虑我国电磁环境保护工作实践的基础上，我国在2014年也对标准进行了修订并颁布了《电磁环境控制限值》（GB 8702—2014），规定了1Hz～300GHz频段的电场、磁场和电磁场的公众暴露控制限值、评价方法和相关设施（设备）的豁免范围，此次修订的主要改动是增加了1Hz～100kHz频段电场和磁场的公众曝露控制限值并删除了职业暴露的限值[67]。
考虑到电动汽车无线充电实际使用的频段通常都在100kHz以下，表6仅列出了ICNIRP—2010与GB 8702—2014在这一频段内的电磁安全限值。通过比较可知GB 8702—2014的要求更为严格，以85kHz为例，ICNIRP的规定是电场强度不高于83V/m，磁场强度不高于21A/m，磁感应强度不高于27mT是对人体没有危害的。GB 8702—2014的规定是电场强度不高于47V/m，磁场强度不高于0.117A/m，磁感应强度不高于0.14mT。ICNIRP公众暴露限值标准的磁感应强度、磁场强度和电场强度分别约是GB 8702—2014限制的180、193、1.8倍。通常来说对于电动汽车无线充电系统国标比较难达到，国内目前参考较多的也是ICNIRP—2010。
表6 ICNIR—2010与GB 8702—2014公众暴露控制限制
Tab.6 The reference levels for general public exposure of ICNIR—2010 and GB 8702—2014
标准频率范围电场强度/ (kV/m)磁场强度/ (A/m)磁感应强度/mT ICNIRP— 2010400Hz～3kHz250/f64 000/f8 0000/f 3kHz～10MHz0.0832127 GB 8702— 20142.9～57kHz7010 000/f12 000/f 57～100kHz4 000 000/f10 000/f12 000/f 0.1～3MHz400.10.12
注：频率f单位为Hz；数值指未畸变的有效值。
3.2 人体健康研究
在研究电动汽车无线充电对人体健康的影响时，电磁仿真是应用最广泛的方法之一，该方法只需通过建立电动汽车和人体的仿真模型，再根据系统的实际参数，如电流、电压等，确定激励和边界条件，即可直接通过Maxwell、HFSS等电磁场仿真软件对系统的电磁环境进行仿真分析，从而避免了烦琐的公式推导[68]。为分析无线充电系统对于不同人体特征人群的影响，文献[69]总结了不同性别、年龄的人体解剖模型的人体特征参数，包括身高、体重以及身体质量指数（Body Mass Index, BMI）等，人体解剖模型参数见表7。
表7 人体解剖模型参数
Tab.7 Characteristics of the human anatomical models
姓名年龄性别身高/m体重/kgBMI/(kg/m2) Duke34男1.747023 Ella26女1.605823 Eartha8女1.342916 Thelonious6男1.071715 TARO22男1.7286521.7 HANAKO22女1.605320.7 NARMAN38男1.7673— NAOMI23女1.6360—
建立好人体三维模型后，再根据人体各个器官和组织在相应频段下的电磁参数[70]，为各个器官和组织模型设置好介电常数、电导率等材料特性，便可进行电磁安全性研究的数值仿真分析与估算，表8是85kHz和100kHz左右时人体重要器官的电磁参数[36,71]。
表8 人体电磁参数
Tab.8 Electromagnetic parameters of human body
器官相对介电常数电导率/(S/m) 85kHz100kHz85kHz100kHz 大脑3 5001×103～1×1040.130.1～1 心脏14 3508 0000.740.8 肝脏10 12010 0000.088 480.1 肾脏10 01910 0000.201 80.1～1 脾脏5 0221×103～1×1040.109 80.1～1 肺脏3 02510 0000.30.3
目前，关于电动汽车无线充电对人体健康的影响，国内外已有不少学者进行了研究[36,71-75]。美国密歇根大学Chris Mi教授团队对8kW电动汽车无线充电系统的充电安全区域进行了研究，根据ICNIRP—2010标出了职业暴露和公众暴露的电磁辐射安全边界，研究结果如图1所示[6]。
文献[74]基于COMSOL有限元仿真软件，以34岁男性人体模型为对象，研究了在频率为30kHz的3kW电动汽车无线充电系统工作时，不同位置下人体电磁暴露的情况，如图2所示，并分别给出了人体的磁感应强度和电场强度分布图，结果显示人体磁感应强度和电场强度均小于27mT和83V/m，符合电磁安全标准。
国内东南大学黄学良教授团队根据人体不同组织在100kHz左右时相应的电磁参数建立了真实人体三维电磁模型作为负载，研究了输出功率为3.5kW时车内外人体各器官电流密度、比吸收率（Specific energy Absorption Rate, SAR）值及功率密度的最大值，结果表明各器官电磁安全指标均满足ICNIRP—2010标准限制[36]。天津工业大学杨庆新教授团队基于三维电磁仿真软件，构建了100kHz下电动汽车无线充电电磁辐射下的人体电磁环境模型，对人体主要器官的电磁暴露问题也进行了研究，结果同样表明在2.5kW系统下各器官电磁物理量均低于ICNIRP要求的安全限值[73]。重庆大学孙跃教授团队针对工作频率为85kHz功率为10kW的电动汽车无线充电系统，建立了三维人体和整车的有限元模型，对人体位于车内和车外的电磁吸收情况进行了仿真，实验结果表明系统工作时车内和车外人体器官磁感应强度均在ICNIRP限值以内，且车内人体器官磁感应强度值要比暴露在车外时小[71]。
除电磁仿真分析之外，时域有限差分法、磁矢量计算法、磁准静态法等理论方法在电磁安全性的分析上也具有重要的地位[68]。
3.3 电磁屏蔽技术
为了进一步减小电动汽车无线充电系统电磁辐射的影响，在实际应用中通常需要屏蔽措施。电动汽车无线充电系统电磁辐射的屏蔽可分为主动屏蔽与被动屏蔽两类[76]。被动屏蔽主要是利用铁磁材料为磁通提供一个新的导通路径或者利用低磁导率金属导体材料（铝板、铜板等）产生一个与漏磁相反的磁场。文献[77]对这种两屏蔽方式进行了对比，研究表明利用铁磁材料一方面可以减小磁场泄漏；另一方面也可以增加线圈自感和互感，增强耦合性能，提高系统效率，但屏蔽效果有限。利用金属屏蔽能有效屏蔽磁场泄漏，但会导致系统效率大幅下降[76,78]。为此有学者将铁磁材料与金属片结合作为一种新型屏蔽结构，实现了良好的效果[79]。主动屏蔽则主要是通过在耦合机构附近放置一个有源或无源主动屏蔽线圈，用以产生抵消磁场，KAIST在2013年提出了一种加入谐振线圈的主动磁场抵消方法[80]，此种方式谐振线圈位置放置灵活，屏蔽效果良好，但引入的屏蔽线圈降低了系统效率。在此基础上，KAIST在2014年又提出了一种基于双线圈和相位调节的谐振式无源主动屏蔽方案，将屏蔽线圈放置在耦合机构的一侧，通过生成一个与原磁场方向相反的磁场，以抵消漏磁，实现磁屏蔽功能[81]，但此种方式设计困难，电容与结构设计复杂[76]。
4 商业化过程中亟待解决的问题及研究方向
目前，国内外高校、科研机构对于电动汽车静态无线充电系统的研发大多处于工程样机阶段，而各大企业侧重在提供解决方案上，电动汽车无线充电技术在产业化、商业化的过程中仍有不少问题尚待解决：
（1）促进科研成果转换。电动汽车无线充电产品的研发应依托最新的科研成果，加强产学研的有机结合，充分利用各大高校、科研机构掌握的前沿核心技术，并发挥企业创新主体的作用，促进科研成果转换，这将有助于电动汽车静态无线充电技术商业化进程。
（2）完善标准制定。电动汽车无线充电标准的制定应结合无线充电技术的成熟度和市场需求来开展，目前国内外已基本完成了电动汽车无线充电基础标准的制定，为产业发展提供了基本保障，下一步应加快互操作性标准的制定，统一标准，提高标准之间的兼容性，为产业发展提供应用条件，另外可试点制定相关电动汽车无线充电产品标准，进一步为产业发展提供推广基础，最后再制定无线充电系统的运维标准，规范产业的服务准则。逐步完善标准制定是电动汽车无线充电普及和商业化发展的必要任务。
（3）加强电磁安全性研究。随着电动汽车无线充电的推广，其安全问题也势必会成为公众关注的焦点之一，在安全性问题中，电磁泄漏是亟待研究和解决的问题。电磁泄漏与能量的有效利用、人体健康等都直接相关。对空间电磁场进行合理约束，减少电磁泄漏，加强新材料的研究与应用[82-84]，在最小限度影响系统性能的情况下，高效、可靠地实现系统的电磁屏蔽是今后电磁兼容的主要研究内容之一。此外，由于电动汽车无线充电系统使用场合比较特殊，进一步加强高频磁场对人体健康影响的研究，以及如何规避对人体可能的危害，也将具有重要意义。
5 结论
本文对国内外研究学者、机构和企业对电动汽车静态无线充电的研究成果进行了综述，并分析了当前电动汽车静态无线充电技术的产业现状，然后详细介绍了电动汽车无线充电的相关标准，研究了电磁安全性问题，最后指出了该项技术在商业化过程中有待解决的问题以及未来的研究发展方向，可以看到，电动汽车静态无线充电技术已得到广泛的研究，并取得了一定的进展，但在实际应用和商业化中仍有许多关键技术有待解决，如标准的统一，系统安全性、兼容性的研究等。
参考文献
[1] 王璟, 王利利, 郭勇, 等. 计及电动汽车的微电网经济调度方法[J]. 电力系统保护与控制, 2016, 44(17): 111-117.
Wang Jing, Wang Lili, Guo Yong, et al. Microgrid economic dispatch method considering electric vehicles[J]. Power System Protection and Control, 2016, 44(17): 111-117.
[2] 周娟, 任国影, 魏琛, 等. 电动汽车交流充电桩谐波分析及谐波抑制研究[J]. 电力系统保护与控制, 2017, 45(5): 18-25.
Zhou Juan, Ren Guoying, Wei Chen, et al. Harmonic analysis of electric vehicle AC charging spot and research on harmonic restriction[J]. Power System Protection and Control, 2017, 45(5): 18-25.
[3] 国务院. 关于印发节能与新能源汽车产业发展规划（2012―2020年）的通知[EB/OL]. [2012-06-28]. http://www.gov.cn/zwgk/2012-07/09/content_2179032. htm.
[4] Ahmad A, Alam M S, Chabaan R. A comprehensive review of wireless charging technologies for electric vehicles[J]. IEEE Transactions on Transportation Electrification, 2018, 4(1): 38-63.
[5] Patil D, Mcdonough M K, Miller J M, et al. Wireless power transfer for vehicular applications: overview and challenges[J]. IEEE Transactions on Trans- portation Electrification, 2018, 4(1): 3-37.
[6] Li Siqi, Mi Chcric. Wireless power transfer for electric vehicle applications[J]. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 2015, 3(1): 4-17.
[7] Bi Zicheng, Kan Tiunze, Mi Chunting, et al. A review of wireless power transfer for electric vehicles: prospects to enhance sustainable mobility[J]. Applied Energy, 2016, 179: 413-425.
[8] 赵争鸣, 张艺明, 陈凯楠. 磁耦合谐振式无线电能传输技术新进展[J]. 中国电机工程学报, 2013, 33(3): 1-13.
Zhao Zhengming, Zhang Yiming, Chen Kainan. New progress of magnetically-coupled resonant wireless power transfer technology[J]. Proceedings of the CSEE, 2013, 33(3): 1-13.
[9] Kurs A, Karalis A, Moffatt R, et al. Wireless power transfer via strongly coupled magnetic resonances[J]. Science, 2007, 317(5834): 83-86.
[10] 赵争鸣, 刘方, 陈凯楠. 电动汽车无线充电技术研究综述[J]. 电工技术学报, 2016, 31(20): 30-40.
Zhao Zhengming, Liu Fang, Chen Kainan. New progress of wireless charging technology for electric vehicles[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2016, 31(20): 30-40.
[11] Budhia M, Covic G A, Boys J T. Design and optimization of circular magnetic structures for lumped inductive power transfer systems[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2011, 26(11): 3096-3108.
[12] Zaheer A, Kacprzak D, Covic G A. A bipolar receiver pad in a lumped IPT system for electric vehicle charging applications[C]//IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), Raleigh, 2012: 283-290.
[13] Budhia M, Boys J T, Covic G A, et al. Development of a single-sided flux magnetic coupler for electric vehicle IPT charging systems[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2013, 60(1): 318-328.
[14] Kamineni A, Covic G A, Boys J T. Analysis of coplanar intermediate coil structures in inductive power transfer systems[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2015, 30(11): 6141-6154.
[15] Lin Feiyang, Covic G A, Boys J T. Evaluation of magnetic pad sizes and topologies for electric vehicle charging[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2015, 30(11): 6391-6407.
[16] Kim S, Covic G A, Boys J T. Tripolar pad for inductive power transfer systems for EV charging[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2017, 32(7): 5045-5057.
[17] Moon S, Kim B, Cho S, et al. Analysis and design of a wireless power transfer system with an intermediate coil for high efficiency[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2014, 61(11): 5861-5870.
[18] Choi S Y, Huh J, Lee W Y, et al. Asymmetric coil sets for wireless stationary EV chargers with large lateral tolerance by dominant field analysis[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2014, 29(12): 6406-6420.
[19] 美国橡树岭国家实验室. ORNL demonstrates 120-kilowatt wireless charging for vehicles[EB/OL]. [2018-10-29].https://www.ornl.gov/news/ornl-demonstrates-120-kilowatt-wireless-charging-vehicles.
[20] Galigekere V P, Pries J, Onar O C, et al. Design and implementation of an optimized 100kW stationary wireless charging system for EV battery recharging[C]// IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), Portland, 2018: 3587-3592.
[21] Li Weihan, Zhao Han, Li Siqi, et al. Integrated LCC compensation topology for wireless charger in electric and plug-in electric vehicles[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2015, 62(7): 4215-4225.
[22] Li Siqi, Li Wenhan, Deng J, et al. A double-sided LCC compensation network and its tuning method for wireless power transfer[J]. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2015, 64(6): 2261-2273.
[23] Kan T, Nguyen T, White J C, et al. A new integration method for an electric vehicle wireless charging system using LCC compensation topology: analysis and design[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2017, 32(2): 1638-1650.
[24] Qualcomm. Download documents about Qualcomm HaloTM technology[EB/OL].[2018-12-08]. https:// www.qualcomm.com/products/halo/resources.
[25] Witricity. DRIVE 11: 评估系统[EB/OL]. [2019-05-26]. http://witricity.com/zh/automotive-solutions-cn/drive- 11-cn/.
[26] Witricity. BMW drives the future of electric vehicle wireless charging with WiTricity technology[EB/OL]. [2018-06-01]. http://witricity.com/bmw-drives-future- electric-vehicle-wireless-charging-witricity-technology/.
[27] ELIX.产品介绍[EB/OL].[2019-05-26]. https://www. elixwireless.com/products.
[28] EVATRAN. PLUGLESS产品介绍[EB/OL]. [2019-05-26]. https://www.pluglesspower.com/shop/.
[29] Andrew Maykuth. Malvern start-up imagines a world where electric vehicles are recharged wirelessly[EB/OL].[2018-04-27]. https://www.philly.com/philly/business/ energy/malvern-startup-imagines-a-world-where-elec- tric-vehicles-are-recharged-wirelessly-20180427.html.
[30] Newswire P R. Momentum dynamics installs 200kW wireless charging system for buses[EB/OL]. [2018- 08-08]. https://chargedevs.com/newswire/momentum- dynamics-installs-200-kW-wireless-charging-system-for-buses/.
[31] WiTricity. WiTricity acquires qualcomm Halo[EB/OL]. [2019-02-11]. http://witricity.com/witricity-acquires- qualcomm-halo/.
[32] Hunter H Wu, Aaron Gilchrist, Kylee D, et al. A high efficiency 5kW inductive charger for EVS using dual side control[J]. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 2012, 8(3): 585-595.
[33] Takanashi H, Sato Y, Kaneko Y, et al. A large air gap 3kW wireless power transfer system for electric vehicles[C]//IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), Raleigh, 2012: 269-274.
[34] Chigira M, Nagatsuka Y, Kaneko Y, et al. Small-size light-weight transformer with new core structure for contactless electric vehicle power transfer system[C]// IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, Phoenix, 2011: 260-266.
[35] 全国首辆无线充电电动汽车在东南大学问世, 通过磁共振接收电能, 充满电可跑180公里[EB/OL]. [2014-04-22]. http://yzb.seu.edu.cn/_s30/6e/9e/c1689a28318/ page.psp.
[36] 陈琛, 黄学良, 谭林林, 等. 电动汽车无线充电时的电磁环境及安全评估[J]. 电工技术学报, 2015, 30(19): 61-67.
Chen Chen, Huang Xueliang, Tan Linlin, et. al. Electromagnetic environment and security evaluation for wireless charging of electric vehicles[J]. Transa- ctions of China Electrotechnical Society, 2015, 30(19): 61-67.
[37] 谭林林, 黄学良, 赵俊锋, 等. 一种无线电能传输系统的盘式谐振器优化设计[J]. 电工技术学报, 2013, 28(8): 1-6.
Tan Linlin, Huang Xueliang, Zhao Junfeng, et al. Optimization design for disc resonators of a wireless power transmission system[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2013, 28(8): 1-6.
[38] 胡超. 电动汽车无线供电电磁耦合机构能效特性及优化方法研究[D]. 重庆: 重庆大学, 2015.
[39] 戴欣, 李璐, 余细雨, 等. 基于正四面体的无线电能传输系统多自由度电能拾取机构[J]. 中国电机工程学报, 2016, 36(23): 6460-6467.
Dai Xin, Li Lu, Yu Xiyu, et al. Multi-degree- of-freedom pick-up mechanism of wireless power transfer systems based on the regular tetrahedron[J]. Proceedings of the CSEE, 2016, 36(23): 6460-6467.
[40] Li Yonling, Sun Yue, Dai Xin. Robust control for an uncertain LCL resonant ICPT system using LMI method[J]. Control Engineering Practice, 2013, 21(1): 31-41.
[41] 祝文姬, 孙跃, 高立克. 电动汽车多导轨无线供电方法[J]. 电力系统自动化, 2016, 40(18): 97-101.
Zhu Wenji, Sun Yue, Gao Like. Wireless power supply method for multi rail based electric vehicles[J]. Automation of Electric Power Systems, 2016, 40(18): 97-101.
[42] 孙跃, 田勇, 苏玉刚, 等. 电动车无线能量互充系统及其恒流控制[J]. 吉林大学学报: 工学版, 2013, 43(2): 491-496.
Sun Yue, Tian Yong, Su Yugang, et al. Wireless vehicle-to-vehicle power exchange system and its constant current control[J]. Journal of Jilin University: Engineering and Technology Edition, 2013, 43(2): 491-496.
[43] 梁立科. 超级电容观光车无线充电系统仿真及性能优化[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2015.
[44] 肖朝霞, 上官旭东, 张献, 等. 基于风光互补独立直流微电网的电动汽车无线充电示范工程[J]. 供用电, 2018, 35(1): 8-13.
Xiao Zhaoxia, Shangguan Xudong, Zhang Xian, et al. A demonstration of wind/PV hybrid islanded DC microgrid for EVs wireless charging[J]. Distribution & Utilization, 2018, 35(1): 8-13.
[45] 张献, 章鹏程, 杨庆新, 等. 基于有限元方法的电动汽车无线充电耦合机构的磁屏蔽设计与分析[J]. 电工技术学报, 2016, 31(1): 71-79.
Zhang Xian, Zhang Pengcheng, Yang Qingxin, et al. Magnetic shielding design and analysis for wireless charging coupler of electric vehicles based on finite element method[J]. Transactions of China Electro- technical Society, 2016, 31(1): 71-79.
[46] 张献, 王朝晖, 魏斌, 等. 电动汽车无线充电系统中电屏蔽对空间磁场的影响分析[J]. 电工技术学报, 2019, 34(8): 1580-1588.
Zhang Xian, Wang Zhaohui, Wei Bin, et al. Analysis of the influence of electric shield on space magnetic field in electric vehicle wireless charging system[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2019, 34(8): 1580-1588.
[47] 刘方, 陈凯楠, 蒋烨, 等. 双向无线电能传输系统效率优化控制策略研究[J]. 电工技术学报, 2019, 34(5): 891-901.
Liu Fang, Chen Kainan, Jiang Ye, et al. Research on the overall efficiency optimization of the bidire- ctional wireless power transfer system[J]. Transa- ctions of China Electrotechnical Society, 2019, 34(5): 891-901.
[48] 陈德清, 王丽芳, 廖承林, 等. 无线充电系统损耗分析及磁体结构优化[J]. 电工技术学报, 2015, 30(增刊1): 154-158.
Chen Deqing, Wang Lifang, Liao Chenglin, et al. The power loss analysis and magnetic structure optimization of wireless power transfer for EVs[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2015, 30(S1): 154-158.
[49] 中惠创智. 产品手册[EB/OL]. [2018-12-08]. http:// www.zonecharge.com/.
[50] 人民网. 有感科技发布新能源汽车无线充电新方案[EB/OL].[2019-01-30]. http://www.invispower.com/ news_detail_05.html.
[51] 北京有感科技有限责任公司. 有感电动汽车无线充电系统[EB/OL]. [2019-05-26]. http://www.invispower. com/business_electric.html.
[52] 苏州安洁无线科技. 应用方案[EB/OL]. [2019-05-26]. http://anjiewl.com/a/chanpinjieshao/.
[53] SAE J2847/6_201508, Communication between wire- less charged vehicles and wireless EV chargers[S]. 2015-08.
[54] SAE J2931/6_201508, Signaling communication for wirelessly charged electric vehicles[S]. 2015-08.
[55] 美国汽车工程师协会. SAE J2954/2 wireless power transfer of heavy duty plug-in electric vehicles and positioning communication[EB/OL]. https://www.sae. org/standards/content/j2954/2/.
[56] SAE J2954_201904, Wireless power transfer for light-duty plug-in/electric vehicles and alignment methodology wireless power transfer for light-duty plug-in/electric vehicles and alignment methodo- logy[S]. 2019-04.
[57] 美国汽车工程师协会. SAE standards[EB/OL]. [2019]. https://www.iso.org/standards.html.
[58] IEC 61980-1: 2015 Electric vehicle wireless power transfer (WPT) systems-Part 1: General require- ments[S]. 2015.
[59] IEC 61980-1: 2015/COR1: 2017 Corrigendum 1- Electric vehicle wireless power transfer (WPT) systems-Part 1: General requirements[S]. 2017.
[60] 国际电工委员会. International electrotechnical commission[EB/OL]. [2019]. https://www.iec.ch/.
[61] 国际标准化组织. International organization for standardization[EB/OL]. https://www.iso.org/standards. html.
[62] ISO/PAS 19363: 2017 Electrically propelled road vehicles—magnetic field wireless power transfer—safety and interoperability requirements[S]. 2017.
[63] 全国标准信息公共服务平台. 国家标准[EB/OL]. [2019-05-26]. http://www.std.gov.cn/gb.
[64] 全国标准信息公共服务平台. 地方标准[EB/OL]. [2019-05-26]. http://www.std.gov.cn/db.
[65] Guidelines for limiting exposure to time-varying electric and magnetic fields (1Hz to 100kHz)[J]. Health Physics, 2010, 99(6): 818-836.
[66] EEE Std C95.1TM—2005 IEEE standard for safety levels with respect to human exposure to radio frequency electromagnetic fields, 3kHz to 300GHz[S]. 2005.
[67] GB 8702—2014 电磁环境控制限值[S]. 2014.
[68] 黄学良, 王维, 谭林林. 磁耦合谐振式无线电能传输技术研究动态与应用展望[J]. 电力系统自动化, 2017, 41(2): 2-14.
Huang Xueliang, Wang Wei, Tian Linlin. Technical progress and application development of magnetic coupling resonant wireless power transfer[J]. Auto- mation of Electric Power Systems, 2017, 41(2): 2-14.
[69] 周洪, 蒋燕, 胡文山, 等. 磁共振式无线电能传输系统应用的电磁环境安全性研究及综述[J]. 电工技术学报, 2016, 31(2): 1-12.
Zhou Hong, Jiang Yan, Hu Wenshan, et al. Review and research on health and safety issues for magnetically- coupled resonant wireless power transfer systems[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2016, 31(2): 1-12.
[70] Gabriel C, Gabriel S, Corthout E. The dielectric properties of biological tissues: I. literature survey[J]. Physics in Medicine & Biology, 1996, 41(11): 2231- 2249.
[71] 朱勇. 电动汽车无线充电系统建模与电磁安全性研究[D]. 重庆: 重庆大学, 2016.
[72] Chakarothai J, Wake K, Arima T, et al. Exposure evaluation of an actual wireless power transfer system for an electric vehicle with near-field measurement[J]. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 2018, 66(3): 1543-1552.
[73] 徐桂芝, 李晨曦, 赵军, 等. 电动汽车无线充电电磁环境安全性研究[J]. 电工技术学报, 2017, 32(22): 152-157.
Xu Guizhi, Li Chenxi, Zhao Jun, et al. Electro- magnetic enrironment safety study of wireless electric vehicle charging[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2017, 32(22): 152-157.
[74] Ding P, Bernard L, Pichon L, et al. Evaluation of electromagnetic fields in human body exposed to wireless inductive charging system[J]. IEEE Transa- ctions on Magnetics, 2014, 50(2): 1037-1040.
[75] Musavi F, Eberle W. Overview of wireless power transfer technologies for electric vehicle battery charging[J]. IET Power Electronics, 2014, 7(1): 60-66.
[76] 朱春波, 姜金海, 宋凯, 等. 电动汽车动态无线充电关键技术研究进展[J]. 电力系统自动化, 2017, 41(2): 60-65.
Zhu Chunbo, Jiang Jinhai, Song Kai, et al. ES earch progress of key technologies for dynamic wireless charging of electric vehicle[J]. Automation of Elec- tric Power Systems, 2017, 41(2): 60-65.
[77] Campi T, Cruciani S, Maradei F, et al. Magnetic shielding design of wireless power transfer systems[C]// 2015 31st International Review of Progress in Applied Computational Electromagnetics (ACES), Williamsburg, 2015: 1-2.
[78] Kim H, Song C, Kim J, et al. Shielded coil structure suppressing leakage magnetic field from 100W-class wireless power transfer system with higher efficiency[C]//IEEE MTT-S International Microwave Workshop Series on Innovative Wireless Power Transmission: Technologies, Systems, and Appli- cations, Kyoto, 2012: 83-86.
[79] Dolara A, Leva S, Longo M, et al. Coil design and magnetic shielding of a resonant wireless power transfer system for electric vehicle battery charging: international conference on renewable energy research and applications[C]//IEEE 6th International Conference on Renewable Energy Research and Applications (ICRERA), San Diego, 2017: 200-205.
[80] Kim Jiseong, Kim Jonghan, Kong Sunkyu, et al. Coil design and shielding methods for a magnetic resonant wireless power transfer system[J]. Proceedings of the IEEE, 2013, 101(6): 1332-1342.
[81] Kim S, Park H, Kim J, et al. Design and analysis of a resonant reactive shield for a wireless power electric vehicle[J]. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 2014, 62(4): 1057-1066.
[82] 田子建, 陈健, 樊京, 等. 基于磁负超材料的无线电能传输系统[J]. 电工技术学报, 2015, 30(12): 1-11.
Tian Zijian, Chen jian, Fan Jing, et al. The wireless power transfer system with magnetic metamate- rials[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2015, 30(12): 1-11.
[83] 李云辉, 陈永强, 冯团辉, 等. 基于美特材料中电磁隧穿效应的无线电能传输技术[J]. 电工技术学报, 2016, 31(4): 7-12.
Li Yunhui, Chen Yongqiang, Feng Tuanhui, et al. Metamaterial-based electromagnetic tunneling effect for wireless energy transfer[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2016, 31(4): 7-12.
[84] 姚辰, 马殿光, 唐厚君, 等. 超颖材料在无线电能传输中的应用方法[J]. 电工技术学报, 2015, 30(19): 110-119.
Yao Chen, Ma Dianguang, Tang Houjun, et al. Application methods of metamaterials in wireless power transfer[J]. Transactions of China Electro- technical Society, 2015, 30(19): 110-119.
Overview of Static Wireless Charging Technology for Electric Vehicles: Part Ⅰ
Wu Lihao Zhang Bo
（School of Electric Power South China University of Technology Guangzhou 510641 China）
Abstract Electric vehicles (EV) have aroused extensive attention for their zero pollution, energy saving, low noise, and smooth starting. The wireless charging technology is one of the future development trends of power supply technique for EV due to its safety and convenient. This paper reviewed the current research progress and the industrial status of static wireless charging technology for EV. In addition, the related standards of wireless charging for EV and the progress of electromagnetic safety research were systematically introduced. Hot issues and the future of static wireless charging technology for EV in the process of commercialization were pointed out in the end.
keywords：Electric vehicles, static wireless charging technology, industrial status, standards, electromagnetic safety
中图分类号：TM724
DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.190106
国家自然科学基金重点资助项目（51437005）。
收稿日期 2019-01-25
改稿日期 2019-05-27
作者简介
吴理豪 男，1994年生，博士，研究方向为电力电子与电力传动。E-mail: epwulh@mail.scut.edu.cn
张 波 男，1962年生，教授，博士生导师，研究方向为电力电子与电力传动。E-mail: epbzhang@scut.edu.cn（通信作者）
（编辑 陈 诚）
