长距离无线电能传输充电系统研究的任务书.docx

长距离无线电能传输充电系统研究的任务书
任务书
一、题目
长距离无线电能传输充电系统研究
二、背景
近年来，电子设备越来越普及，供电问题也就越来越严重。在现有技术条件下，电池或是蓄电池是大多数电子设备的主要供电方式。尽管电池技术和蓄电池技术不断进步，但不能满足人们对电子设备的使用需求，比如，大批量、高速度和高精度的数据传输和计算等。同时，传统的有线电力传输方式对于电子设备的灵活性和可携带性也带来了一定瓶颈。在这种情况下，逐渐崛起的无线电力传输技术就显得非常有前途。
目前，有一些无线电力传输技术已经开始被运用在生活中，如无线充电器、地下无线充电系统和基于磁共振原理、激光聚焦技术等的远程无线充电系统。然而，这些技术只能满足一部分用户的需求，长距离无线电能传输技术还存在很多问题，需要进一步研究和解决。
三、研究目标
本研究的目标是设计并实现一种适用于长距离的无线电力传输充电系统。该系统需满足以下功能：
1.长距离无线电力传输：通过无线传感器和信号中继器，实现电力的长距离传输，以满足用户对电力的远距离传输需求。
2.高效能电力传输：传输时要求能量损耗小，尽可能地提高能量利用率，减少对环境的影响。
3.安全性：在操作过程中，要保证电力传输的安全性，避免对人体和环境造成危害。
4.实用性：系统应具有一定的实用性，可以广泛应用于不同场合。
四、研究内容
1.系统设计
a)设计符合用户需求的传输距离和功率输出要求的系统框架；
b)设计合适的传感器和信号中继器，实现能量捕获和传输；
c)设计适宜的安全措施，以确保传输的安全性和可靠性。
2.建立数学模型
a)在电能传输过程中，存在电磁波和热能的损耗现象，建立模型对这些损耗进行分析，并提出合适的解决方案。
3.系统实现
a)使用合适的软硬件平台，实现系统的核心功能，比如传输距离、功率控制、能量捕获和传输等；
b)在实验室和实际场景中，测试和验证系统的性能、优劣和缺陷等方面。
五、研究方法和计划
在研究过程中，采用理论分析、数学模型、仿真实验和实际场景等方法。计划分两个阶段进行：
阶段一：
1.调研国内外有关领域的技术和文献，了解无线电力传输充电技术的现状和未来发展方向。
2.对研究目标进行详细分析，确定系统的主要功能和技术指标。
3.设计系统的硬件和软件框架，并建立数学模型进行分析。
阶段二：
1.根据设计要求，设计并制造出相关硬件和软件组件，测试并优化其性能。
2.对已经制造出来的组件进行组装和集成，获得完整的系统原型。
3.在实验室和实际场景中，对系统进行性能测试和验证，分析其优劣和缺陷。
4.根据测试结果和分析，进行系统优化和改进，获得最终系统。
六、预期成果
1.设计出一种适用于长距离无线电力传输的充电系统，可在不同场景下广泛应用。
2.建立模型，分析和解决电磁波和热能的损耗现象，提高系统的传输效率和能量利用率。
3.测试和验证系统的性能，分析其优劣和缺陷，为后续的研究和应用提供基础。
七、参考文献
1.WirelessPowerTransfer:State-of-the-ArtandResearchDirection,ChinmayaMishra,etal.,2018
2.AReviewofWirelessPowerTransferforElectricVehicles:ProspectstoEnhanceTractionandAutomatedOperation,V.K.Boughey,etal.,2017
3.AComprehensiveReviewoftheState-of-the-ArtTechnology,Challenges,andProspectsofWirelessPowerTransferforElectricandPlug-inHybridElectricVehicles,A.Emadi,etal.,2017
4.WirelessPowerTransferTechnologyanditsApplications,YongminKang,etal.,2017
5.WirelessPowerTransferTechnologiesforElectricVehicles:ASurvey,M.Tarre，etal.,2016
以上文献提供了一些关于无线电力传输的现状和发展方向的信息，对于本研究具有一定的参考价值。