- 文献综述（或调研报告）：
在当下对电能传输要求越来越高的情况下，传统的有线电能传输方式的缺点越来越突出。有线电能传输使用电缆线作为电能传输通道，需要消耗大量的材料，同时不可避免的产生线路的损耗。电线的老化等问题也会造成设备的寿命缩短，严重时会威胁人身安全。在特殊的工作环境下，如海洋探测、矿底隧道监测等，有线输电由于布线困难、难以维修更换等问题，给应用带来了困难。生产和生活都需要一种无需电缆线的电能传输方式。
无线电能传输技术的概念最早由特斯拉提出。限于当时的技术水平和财力，特斯拉没有实现他的构想，但他提出的无线充电的原则直到现在还在使用。到20世纪，科学家们陆续提出了利用微波、激光等介质进行无线电能传输的技术，并实现了大功率、远距离的电能传输。但微波和激光都有各自的缺点，这些无线充电技术没能得到大规模应用。20世纪80年代开始出现了以电磁感应耦合方式为主的无线电能传输技术，即基于变压器的无线电能传输技术。这种技术克服了微波和激光技术对人体的危害大的缺点，在电动牙刷、电动汽车充电等领域实现了广泛应用，但这一技术对磁路要求比较严格，传输距离为厘米级，这大大限制了该技术的应用。
2007年MIT实现的磁耦合谐振无线电能传输技术给无线电能传输的研究提供了新的方向，给中距离的大容量无线电能传输带来了曙光。文献[9]概括了上述的无线电能传输的发展历史，分别阐述了现有的几种无线电能传输技术的实现方式和优缺点，并重点讨论了作为当今无线电能传输技术领域的研究热点的磁耦合无线电能传输技术的研究现状和关键技术，对谐振式无线电能传输做了详细综合的论述并在最后讨论了磁耦合谐振式无线电能传输的应用热点和发展前景。文献[1]概述了在传输距离大于发射机线圈尺寸的情况下，磁耦合谐振技术在无线功率传输方面的研究进展。文献总结了一系列无线电源研究的工作原理，包括最大功率传输原理和最大能效原理，涵盖了包括双线圈系统，四线圈系统，带继电器的谐振系统和无线多米诺谐振器系统在内的多种系统结构，还讨论了包括人体接触问题和降低绕组电阻的问题在内的相关问题。
对磁耦合谐振无线电能传输系统，主要是通过电路模型、二端口网络模型等理论进行集中参数建模。文献[6]用等效电路的方法对该系统中最常见的串并联(SP)模型进行了研究，分析了线圈间距、工作频率和负载电阻对效率和输出功率的影响，得到了效率和功率的表达式，并比较了输出功率和效率对频率变化的敏感程度，建立了系统的数学模型。最后文献利用MATLAB搭建了磁共振耦合串并联结构的无线电能传输系统模型，并通过实验验证了上述结论的正确性。文献[11]分析了电磁耦合谐振式无接触电能传输系统的工作原理，建立了T型等效二端口电路模型，得到了电磁耦合谐振无线电能传输系统的动态传输曲线及约束函数。通过引入反射阻抗，找到系统传输效率达到最大化的函数关系。同时设计了大功率高频功率放大器，并根据约束条件对振荡器参数进行优化。
对于磁耦合谐振式无线电能传输系统，最关心的是它的最大传输功率和效率，而最大传输功率和效率又和负载、频率等多种因素有关。文献[10]首先简单介绍了耦合模理论和电路理论，然后重点讨论了磁耦合谐振研究的热点问题如传输水平、频率分裂、传输路径和干扰问题等，最后提出了目前无线电能传输研究中存在的问题以及发展方向。文献[5]搭建了无线电能传输系统实物模型，讨论了负载阻抗可调的无线电能传输效率。通过物联网应用的负载阻抗变化，研究发射线圈、接收线圈和谐振线圈的效率。文献[7]从理论上探究了磁耦合谐振式无线电能传输系统的线圈距离和系统性能之间的关系，研究并推导了传输效率和负载功率和线圈间传输距离的函数表达式以及计算线圈最佳位置的表达式，开发了用于计算线圈最佳位置的软件并通过实验进行了验证。文献[12]通过对磁耦合谐振式无线电能传输系统频率特性的分析，得出了频率分裂现象的规律和出现条件，得出了利用频率分裂规律对不同距离的效率进行频率跟踪补偿可以提高系统传能效率的结论，并通过设计的相关的实验电路验证了频率分裂特性与系统最大传输距离（临界耦合点）理论分析的正确性。（磁耦合谐振式无线电能传输系统的频率特性_李阳）文献[13]利用互感耦合理论，综合考虑线圈谐振频率、耦合因数、电源和线圈内阻论，对磁耦合无线电能传输系统的最大功率点和最大效率点进行了建模分析，针对系统处于“过耦合”、“临界耦合”和“欠耦合”的情况分别得出结论，并通过设计相关的实验证明了理论的准确性。文献[14]应用集总参数和耦合模理论，研究了电磁耦合式无线电能传输系统的传输效率问题，分析了传输系统参数和负载对传输效率最佳频率和传输效率的影响。同时也对传输效率最佳频率时，最大传输效率与负载和传输距离之间的关系进行分析。最后得到了最大传输效率和谐振频率、负载和传输距离的关系。文献[15]利用空间两空心线圈的互感耦合理论和等效电路分析无线电能传输系统的频率特性，得到归一化电压的频率响应曲线和电能无线传输的必要条件。然后根据空间任意放置的空心线圈的耦合系数与方向的关系分析方向改变对耦合因数的影响，提出系统在过耦合、临界耦合和欠耦合三种状态下的方向特性。最后，设计了实验电路并进行了相关的实验研究，验证了无线电能传输系统中方向性的问题。为了使系统的性能能够达到生产和生活的需要，需要对系统进行控制，以使其满足某些条件。文献[8]通过研究磁耦合谐振式无线电能传输系统的系统传输效率的影响因子，提出一种基于共振器频率控制的效率优化方法，在此基础上用两种优化控制方案来实现系统传输效率的控制。磁耦合谐振式系统的特点符合电动汽车充电的要求，在电动汽车充电方面的应用前景广泛。文献[2]介绍了沿路供电的电动汽车（RPEV）以及与之配套的感应式无线电能传输系统（IPTS）。文献[3]考虑到输出电压和耦合系数的广泛变化，提出了电动汽车感应式无线充电系统的一种新的设计和控制方案，介绍了该系统的特性和谐振网络的设计方法。通过二次侧的电池管理变换器，在管理电池输出电压和功率的同时简化了设计和控制。为了通过降低伏安等级来提高效率，采用了零相角跟踪控制的方法。最后，文献通过在研制的3.3kW的实验室样机上进行的实验结果验证了所提控制设计方法的有效性。文献[16]和文献[17]都采用了Smith圆的方法进行匹配阻抗的分析计算，并分别设计了pi;形和tau;形结构的阻抗匹配电路，实现了对固定参数的磁耦合谐振式无线电能传输系统的阻抗匹配。文献[18]针对系统中负载动态变化时的阻抗匹配方法进行了研究，并分别针对四线圈系统和双线圈系统的阻抗匹配进行了研究，分析了两种系统阻抗匹配的优缺点，并设计了分离式和非分离式的阻抗匹配电路。针对负载动态变化的情况，文献对非分离式的LC阻抗匹配电路进行了详细研究，设计了基于电容阵列的阻抗匹配网络并编制了相应的程序。文献[19]采用二端口的方法对磁耦合谐振式无线电能传输系统进行了研究，并在研究基础上提出了L型阻抗匹配网络的设计方法，并详细阐述了如何选取系统参数以及
无线电能传输系统中充当传输介质的电磁波会对人体造成伤害，因此需要分析系统EMF对人体的危害程度以及预防措施。在无线电能传输系统中常使用电磁屏蔽的方法对电磁场进行约束，减少对人体的伤害。文献[4]使用Moser公式和Schelkunoff公式在理论上分析了不同材料对双线圈磁共振无线电能传输系统的屏蔽效果。在此基础上提出了具有双层结构的磁屏蔽方案，具有较好的屏蔽效果和线圈耦合系数。并通过有限元仿真实验验证了理论的正确性。
参考文献
[1]S. Y. R. Hui,, Wenxing Zhong, C. K. Lee.A Critical Review of Recent Progress in Mid-Range Wireless Power Transfer[J].IEEE Transactions on Power Electronics,2014,29(9):4500-4511.
[2]Su Y. Choi, Beom W. Gu, Seog Y. Jeong, and Chun T. Rim.Advances in Wireless Power Transfer Systems for Roadway-Powered Electric Vehicles[J].IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics,2015,3(1):18-36.
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