序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇節能基礎知識，期待它們能激發您的靈感。

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關鍵詞：節能；家電；能效標識

中圖分類號：TU241 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 08-0000-01

在農村，隨著國家改革開放和農村各項優惠政策的進一步落實，群眾家庭經濟收入有了顯著的增長，農民對家電的購買力逐年增加，許多家電企業和商家都不約而同的進行戰略調整，紛紛搶占農村市場銷售高地。目前我們國家對家電產品的生產廠家監管非常嚴格，偽劣、低效的家電產品基本都被擋在了正規商店門外。而面對花樣翻新、眼花繚亂的眾多家電產品面前著實讓農民失去自己對優劣產品的判斷力，他們在對家電產品進行選擇時往往被商家的宣傳廣告所左右。同類家電產品的基本功能都基本一樣，而被公認的衡量家電產品好壞的一個重要指標是家電產品是否能夠更環保和高效節能，節能降耗是國家對電子產品一個硬性的要求。因此有必要在農村中推廣和普及家電環保和節能知識，教會他們認識家電產品上的能效標識，讓他們購買到合適的電子家電產品。

每個家電產品的能效標識上除了包含生產者和產品的基本信息外，還包括產品能效比、輸入功率等信息。

目前，能效等級主要分為1、2、3、4、5五個等級：

1級代表達到國際先進水平，能耗最低、最節能；

2級代表比較節能；

3級代表產品的能源效率為我國市場的平均水平；

4級代表能源效率低于市場平均水平；

5級則是市場準入指標，低于該等級的產品不允許生產和銷售。

例如：冰箱的能效標識還包括耗電量和容積等信息，冰箱能效比越高，在制冷量相等時節省的電能就越多，洗衣機能效等級也分為5級，與冰箱和空調一樣，等級越高產品越節能。對于洗衣機，能效標識的內容則包括了耗電量、用水量、洗凈比、洗滌容量、噪音等因素。其中洗凈比指的是洗衣機的洗凈程度。如果一臺洗衣機的洗凈比為0.7，則表明這臺洗衣機可以在70%的程度上洗凈衣物。但購買家電產品時也不能迷信節能標志，雖然有了節能標識，那只是讓消費者在選購的時候多了一個很重要的選擇標準，帶有節能標識的產品不能代表就是合適的產品，還要考慮其他的影響因素，如果買了超過所需求的高效節能電器，反而是一種浪費。節能標志對于消費者來說，是作為一個比較不同品牌產品的參數，在價位相同的情況下，能效比越高的產品一般就越好。因此在購買家電產品時必須綜合考慮各種因素的存在。

在用電器上除了貼有該電器的能效標識之外，銘牌上還標有一個重要的指標：額定電壓和額定功率。在購買電器時一定要根據電器的實際用途，決定購買怎樣的電器，例如：在購買空調設備時一定要明確是安裝在什么地方，影響面積大小來決定。根據科學推算和實際安裝經驗，功率較小的空調有小1匹和1匹，這類產品適合在10平方米以下的房間；對于10-18平方米空間來說，1匹空調的制冷制熱稍微有些吃力，大多數情況下需要大1匹或者1.5匹的產品；中小戶型的客廳、大戶型的起居室和主臥室套間的面積基本上在18-25平方米之間，對應可以選擇1.5匹到2匹的空調；適合25-35平方米有2匹-小2.5匹空；適合35-45平方米：2.5匹-3匹空調；適合45平方米以上有3匹以上空調，一般來說南方農村地區對空調機的選擇都是以單冷機為主。如果事先沒有足夠的考量和設計將會造成“大牛拉小車或小牛拉大車”現象出現，既沒有達到預期要求理想的效果也很容易造成資源的浪費。額定功率是指用電器在額定電壓狀態下所消耗的最大功率，額定功率越大，表示在滿負荷相同時間內消耗的電量越多。例如額定電壓為220伏額定功率是100瓦“220V 100W”的電燈泡正常情況下一小時的耗電量為：

W=pt=0.1千瓦×1小時=0.1度（1千瓦?小時=1度電）

節能家電標識的一點知識：

一、認證機構

我國在1998年10月成立了專門認定節能產品的機構――中國節能產品認證中心（簡稱CECP），CECP有一系列標準來判別某產品是否屬于節能產品。

其認證范圍是節能、節水和環保產品。中心成立后，經過一段時間的準備，從1999年4月開始，首先從家用電冰箱入手，正式開展了節能認證工作。

CECP目前受理家用電冰箱、微波爐、電熱水器、電飯煲、座便器、電視機、電力省電裝置等18類產品的節能產品認證工作，以后還將進一步開展洗衣機的節能節水認證。

二、認證標識

目前我國市場上有2種標識可以幫助消費者進行選擇，其一是由CECP認定公布的中國節能認證標識，另一個就是歐洲能效等級標識。這些不同的標準也反映出我國節能產品發展的進程，隨著科技進步，節能水平在不斷提升，也帶動了標準的升級。

（一）中國節能認證標識

帶有藍色的“節”字，表明該產品已經通過了中國節能認證。這項認證在1999年剛開始進行，經過這幾年的努力，目前大多數家電都能夠達到這個指標。

（二）歐洲能效等級標識

歐盟家電能效等級為A到G共7個等級，電冰箱、電冰柜能源標簽引入A+和A++兩個等級，對家用洗衣機的能效標簽引入A+等級。新引入的A+等級耗電量將比同類產品節電58%以上，A++等級耗電量比同類產品節電70%以上。

參考文獻：

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1. 評講時應該以那個階段沒有復習的內容作為重點來評講

如我復習力學這部分內容時，學生做的練習中有電學知識內容時，我就著重講電學，避免學生遺忘。

2. 按照三輪復習方法，制定好電學復習計劃

第一輪復習著眼于把基礎知識講透、講細，幫助學生牢固掌握知識點，把一些重難點知識，通過比較辨析加深理解，指導學生科學的學習方法，教育學生正確的解題方法。

第二輪復習主要是通過幾個專題進行訓練，培養學生靜電分析能力，電路連接及分析故障的能力，解決簡單的串并聯電路的計算能力，設計實驗、正確選擇兩表量程、正確讀數、記錄數據、畫U—I圖像、分析得出結論等的能力，并結合填空、選擇、作圖、計算、實驗五個題型進行專題復習，對大板塊重難點知識、考試常見誤區作講解、理順線索，對中考題型綜述解題思路、技巧，每個專題精心配備針對性強的中考試題，以達到提高學生分析、概括、綜合、表述能力的目的。

第三輪復習教師要正確預測中考試題的走向，精心選擇試題，通過科學的模擬測試，使學生把所學的知識轉化為中考所需的能力，并幫助學生查缺補漏。

3. 夯實基礎知識

從近年來的中考題來看，能力的考核與基礎知識是緊密聯系的，因為基礎知識的強化是提高能力的前提。有了扎實的基礎知識，才能以不變應萬變；沒有扎實的基礎知識，能力的培養變成了空中樓閣。因此我們要參照“物理教學的基本要求”，把主要精力用于使學生深入理解基本物理概念和規律方面，突破重點，形成有機的知識結構，提高分析解決問題的基本能力。在復習中不讓學生做偏題和怪題，而是以教材為準，必考的知識點進行全面梳理，歸納整理考點，不能讓學生在知識點上存在盲點，因為近年來的中考題很注意考察教師認為不重要、容易忽略的知識點。

在復習中，教師要時常改變復習方法，避免學生出現刺激疲勞。如我在復習“摩擦起電”的原因時，做了一個游戲：讓一個力氣大和一個力氣小的學生上講臺搶對方身上的小東西，小東西相當于電子，最后力氣大的搶了力氣小的小東西。通過這個游戲讓學生明白是由于不同物質的原子核束縛電子的本領不同，束縛電子本領強的容易得到電子，它因有多余電子而帶上負電，這樣既活躍了課堂氣氛又強化了學生對知識點的理解等。 轉貼于

在復習中要面向全體學生，要注意指導學生的學習方法，要盡可能讓學生參與，所以復習時教師要求學生動腦想、動手寫、動眼看、動耳聽、動嘴回答問題。每一種專題由淺入深，循序漸進，對于學生容易混淆的知識，教師應用對比法重點加以區別，并及時歸納總結。如探究歐姆定律實驗，電阻一定，探究電流與電壓的關系時，滑動變阻器的作用是改變定值電阻的電壓，以便找出電流隨電壓變化的規律；而探究電流與電阻的關系時，滑動變阻器的作用則是控制電壓不變等。

4. 培養獨立解決問題的能力

中考物理試題中有一些是在常規題的基礎上通過改變物理情景、設問角度，以及相關聯問題的組合編制的。有的學生常不管問題的要求與條件，想當然照搬公式，套用做過的習題模式，造成解題思路方向錯誤；有的學生認為自己獨立處理問題的能力較差是因為難題做得太少，于是花大力氣去攻難題，可在考試中一旦遇到自己沒有見過的“生題”，腦子里記住的各種題型與解法與不熟悉的物理情景對不上號，就沒有了辦法。因此，在復習中要指導學生不要濫做習題，一定要擠出時間去思考揣摩、歸類，注意同類問題間的細微差別，同時還要善于總結分析解決物理問題的思路和方法。

5. 關注教材變化，關注學生實際生活，關注現代科技的發展

教科版本教材與滬科版本教材相比，知識更全面，系統性更強，對學生的要求也更高。在復習中我建議教師要關注一下新舊教材的差異，如舊教材沒有講到電磁波的兩大功能，而新教材用了大量的篇幅講電磁波的信息功能。物理知識與我們的生活、社會、科技發展是密不可分的，學以致用是學習物理的基本原則，也是檢驗學習效果的有效手段。因此在復習中要指導學生注重理論聯系實際，在夯實了基礎知識的前提條件下，也要多渠道、多方面地去吸收和了解有關信息，關注社會和生存的環境，了解最新科技成就，教師更要關注現代科技知識和近代物理知識，并滲透給學生，還要結合一些生活、生產和科學事件中的有關問題，選編習題，讓學生綜合應用所學知識去分析、去解決，從而提高學生獨立解決實際問題的能力。

6. 注重實驗的探究過程

從近年來的考題來看，每年電學部分考分在12分左右，考查了學生畫電路圖、連實物圖、量程選擇、正確讀數、滑動變阻器的阻值范圍、處理實驗數據等，總之，考查了實驗的過程和實驗方法的理解，學生只有親身經歷科學探究的過程，才具有真正分析解決實際問題的能力。由于中考對學生實驗能力的要求越來越高，而學生失分又比較嚴重，這就要求教師在復習中要切實注重學生觀察能力、動手能力的培養，對幾個重點的電學實驗要進行對比性操作練習，對易混淆的地方做重點區分，并加強實驗操作題的練習和指導。

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關鍵詞：智能電網 分布式網絡 云計算 近場通信 對等網

0 引言

2009年初，我國國家電網啟動了“堅強智能電網體系研究報告”、“堅強智能電網綜合研究報告”和“智能電網關鍵技術研究框架”等項目的研究。4月15日華北電網向社會公布了智能電網規劃。5月21日在北京召開的“2009特高壓輸電技術國際會議”上，國家電網公司正式宣布將建設“堅強的智能電網”。至此，我國的智能電網建設步入了正式的發展時期。[1-3]

本文將把重點放置在智能電網信息化建設中的信息和通信部分，這一部分是智能電網和核心和靈魂所在，也是與其他電網系統的重要區別之處。

1 現有的智能電網方案和網絡技術

1.1 SmartMeter系統

SmartMeter系統是世界領先的智能電網解決方案提供者SmartSynch公司的核心產品。這個系統基于IP協議接入和處理電網計量儀器信息，對電網進行控制，向企業和用戶提供電網監控服務。

目前許多智能電網的技術方案都涉及到對電網的物理結構做出較大改變，這些過于理想化的模型很難應用于實際的大規模部署中，因此，盡量保持現有電網的物理結構對于設計智能電網系統來說是十分重要的[4]。

1.2 分布式網絡技術

所謂分布式網絡，顧名思義，即網絡中各個節點并非集中在一起，而是分散在網絡各處。這里的節點可以是物理上的節點，即主機，傳感器和具有聯網功能的各類終端設備，當然也可以是邏輯上的概念，即應用程序或者協議驅動等。在分布式網絡中，對等節點可以直接相互通信，并不需要服務器進行中轉，這種對等也可以是硬件上的或者邏輯上的。

1.3 云計算技術

云計算是在網格計算，集群計算的基礎上發展而來的概念。其核心是使用集中在一起的廉價計算設備和存儲設備提供可伸縮的，按需分配的通用或專用的計算和存儲服務的形式。

目前云計算技術按照其架設的層次可分為：SaaS（軟件即服務）、PaaS（平臺即服務）、IaaS（基礎設施即服務），其中SaaS主要用于專業應用，在電網中可用于計量統計，決策等電網專業應用。PaaS和IaaS可以自由地裝入各種應用軟件和操作系統提供給用戶和企業進行更為通用的應用[5]。

1.4 近場通信技術

所謂近場通信，是指一種有效距離10cm左右的高頻無線通信技術。這種通信技術向消費者提供了一種簡便，直觀的信息交換方式，非接觸和內置芯片的實現方式使得其應用范圍比較傳統磁卡和接觸式芯片設備更加廣泛。同時，近場通信的實現方案價格十分低廉，將其搭載在移動設備上還能夠和移動設備進行交互，實現更加高級和定制化的服務。

近場通信可用于身份識別、金融支付、票務等消費應用，通過結合手機也可以實現智能錢包等綜合性應用。

2 基于雪片結構的分布式智能電網網絡

智能電網是傳統電網的升級產物，它是對傳統電網階段性的，循序漸進的改造，因此在大膽使用新技術的同時，最大限度地保持老線網也是非常重要的。這里將探討一種架構方式，充分將現代互聯網通信技術融合到電網中，取長補短，以較小成本來升級智能電網。

本文中提到的雪片結構是一種網絡的邏輯結構，它不同于典型的分布式網絡，這種結構顧名思義就像雪片一樣：具有區域性的中心節點;非中心相鄰節點間具有鏈路;區域性中心節點也符合上述條件;具有一個根節點[6]。一言以概之，這個網絡是分布式和傳統網絡的結合體。

2.1 P2P和C/S模式結合的通信網組網方式

P2P網絡，即對等網，是一種典型的分布式邏輯網絡的形式，信息在網絡中直接交換。在雪片結構中，P2P網絡組成整個結構的同級節點對等通信部分。

雪片結構中還有一種重要的類型，即區域中心節點。這個概念繼承于傳統的中心網絡。因為完全的分布式結構并不適宜進行通用的網絡應用，實際上很多具有邏輯中心應用在中心網絡中具有更高的執行效率和敏捷的部署，同時中心節點還可以像網絡中提供富裕的資源，分擔瘦節點終端的壓力。因此，作為一個實用網絡，應該部署一些中心節點。

在對等網中基于不破壞對等網的基本特性的前提，我們設置一種稱為區域中心節點的節點類型，與它直接相連的次級節點被認為在同一個區域中。同時，區域節點的設置造成了客觀上的網絡分級（分層），同級的區域中心節點又構成了一級并與上級相連。最后整個網絡收斂于一個根節點處。在網絡中的高一級的節點一般地要比低級的節點擁有更加富裕的資源，這包括計算資源，網絡資源，存儲資源等，這些資源可以通過服務的形式向下級提供或者供運行一些特定的管控應用。

2.2 通信網與電力網的融合方式

現在已有的電力網絡是采用典型的總線結構。但是總線結構的網絡中，支線并不是集中在一個節點處連接到干線上的，實際上，支線都似乎分散地連接在干線各處的，這種連接方式和一般的通信網絡并不一致。這種傳輸方式較傳統的通信網絡而言，無疑是比較昂貴的，但是，其好處是節約了基礎網絡線路的建設成本。

除了電力調制以外，還可以比照電力網絡線路的部署，在沿線建立純數據線路網絡。這種傳輸方式在保證線路主要節點可以相互重合的基礎上，充分利用了成熟的電信技術，減小了電力調制大規模部署的風險性和電力調制復用路數的限制問題，當然重新部署通信線路將耗費較大的成本[7]。

綜上我們在實際建設者中應當采用折衷的方案，譬如在骨干網上建立電力專用數據線路，同時支持公共電信網絡的接入，這種接入可以通過服務的方式實現，另外在偏遠地區，可以采用電力調制方式，避免向偏遠地區二次架設網絡的昂貴支出。

2.3 網絡應用的部署和應用前景

智能電網其智能來源于強大的計算和信息存儲能力和無處不在的終端和傳感器，因此云計算和近場通信技術就顯得尤為關鍵了。

這種智能電網還能夠很好地支持目前方興未艾的微電網架構[8]，微電網和主干電網的層級關系與雪片模型相當吻合，只需在微電網中設立區域中心節點并與其他區域中心節點和上級節點連接，微電網的監控、計量和管理便可以很好地和主電網相容。

智能電網的終端設備由于其可具有計量，物理位置確定等特性，因此無疑會是所有網絡基礎設施中分布最廣，覆蓋最全的設備，在智能電網的應用中可以充分利用這種設備的先天優勢。通過在設備中搭載或者存儲地理信息記錄，整個網絡就能形成一個覆蓋所有通電地區的地理信息系統，這個系統可向網絡和云服務精確的地理位置信息，進而幫助維修人員進行故障定位，或者幫助無線智能設備的持有用戶定位當前位置并根據服務提供者的獲得相應社會服務信息。

參考文獻：

[1]郭東亮，張鐵軍，戴憲華.智能電網:電信服務新領域[J].中國新通信，2009(12):50~53

[2]曾祥滏.智能電網建設框架及主要建設內容研究[J].新材料產業，2010(02):37~39

[3]潘睿，劉俊勇，郭曉鳴.面向智能電網的電力系統云計算[J].四川電力技術，2009(12):6~10，37

[4]SmartSynch官方網站.省略

[5]林，孫雁，干靜.分布式網絡環境下的負載平衡原理及算法[J].四川大學學報，2003(11):97~100

[6]S.Deering，Cisco，R.Hiden，Nokia.Internet Protocol Version6(IPv6)Specification(RFC2460)[S].IETF Network Working Group，1998.12.

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關健詞：城市 節能指標 城市能耗 污染

中圖分類號：X32 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（c）-0-01

1 城市節能指標的設計原則

根據城市能耗的特點，節能指標體系結構遵循實用性、系統性、可靠性、擴展性的系統體系特點。（1）實用性：數據采集難度小，盡可能采用現行的國城市能耗統計標準。一方面保證數據的權威性，另一方面可以避免或減少調查項目與工作量。同時，應努力同國際接軌，使之具有較強的可比性。根據能耗指標調整情況，對十一五規劃里相對應的部分指標做了改動。增補部份指標，以便于全面客觀真實地反映城市經濟社會發展能耗全貌。（2）系統性：部門和行業統計一般是根據所屬系統的特點來設置能耗統計指標，往往忽視整個產業統計的相互銜接，因此，各個部門和行業設置的統計指標差異較大。要求相應的指標和指標體系必須具有高度的系統性和概括性，更能從宏觀和微觀兩個層面反映城市節能的真實情況（3）可靠性：指標體系的可靠性，能發現和抵抗模型誤差（粗差和系統誤差）的能力，發現模型誤差的能力即是指標體系內部可靠性，減少未被發現的模型誤差對平差結果的影響，具有外部可靠性。（4）擴展性：衡量城市的能耗，其評價指標自然應在城市產業的范疇內。然而，城市新型產業的領域正不斷延展或融合。例如，農業產后向二產延展，即農產品加工業；與三產融合及延展。而且這一延展、融合過程，還將加快并強化。因此，其指標體系需要有一定的擴展性，適度超出現有產業的范疇。

2 城市節能指標體系的構建

2.1 單位城市GDP能耗

單位城市GDP能耗：反映能源消費水平和節能降耗狀況的主要指標，一次能源供應總量與國內生產總值（GDP）的比率，是一個能源利用效率指標。該指標說明城市經濟活動中對能源的利用程度，反映經濟結構和能源利用效率的變化。單位GDP能耗影響因素眾多，主要有以下幾個方面。（1）能源消費構成。由于各種能源自然稟賦有所不同，同等標準量的不同能源熱值利用程度是不同的，因此產出同樣單位的GDP，如果使用的能源品種不同，則消耗的能源量也會不同。各能源占能源消費比重的高低即能源消費構成影響單位GDP能耗的大小。（2）由自然條件、地域產業分工等原因形成的產業結構或行業結構。第三產業增加值占GDP比重較高的，單位GDP能耗越?。恢毓I占GDP比重較高的，單位GDP能耗也必然較大。（3）設備技術裝備水平、能源利用的技術水平和能源生產、消費的管理水平。這三個值越高，所消耗的能源量則越少，單位GDP能耗越小。

2.2 單位工業增加值能耗

單位工業增加值能耗：單位工業增加值能耗=綜合能耗（噸標準煤）/工業增加值（萬元）。綜合這里所說的能耗是指等價能耗，等價能耗簡單的算法是：本年綜合能耗。影響單位工業增加值能耗因素有以下幾個因素。（1）重工業規模因素：重化工業為城市實現現代化提供強大的物質基礎，石油、汽車、電力、冶金、電子、化工等六大重化工業行業占整個工業產值的比重體現重工業規模化。（2）技術進步因素：廣義上講，技術進步是指技術所涵蓋的各種形式知識的積累與改進。在開放經濟中，技術進步的途徑主要有三個方面即技術創新、技術擴散、技術轉移與引進。（3）能源結構變化因素：長期以來，受資源稟賦約束的影響，煤炭一直是我國最主要的能源消費形式，長期占到一次能源消費總量的70%左右。在合理控制能源消費總量的基礎上，加快能源結構的優化調整，減少化石能源，特別是煤炭在我國一次能源消費中的比例，提高清潔和可再生能源消費比例。

2.3 用水量

用水量：包含工農業用水量。工業生產的用水量，包括主要生產用水、輔助生產用水和附屬生產用水。影響用水量因素有以下幾個因素：（1）工農業產業比重：工業生產、加工過程中常常要消耗大量的水，一般情況下，工業生產設備和工業發展水平密切相關，有資料統計表明，城市用水量隨工業總產值的增加而增大；2）用水時間和價格：節假日居民用水量有所增加，但工業及其他用水量有所減少，總用水量表現為減小；各城市水價相對較低，合理提高水價有利與節約用水，用水量會減少。

2.4 二氧化碳排放強度

二氧化碳排放強度：碳排放強度是指與GDP相對應的二氧化碳排放率，即一國或地區在一定時期內單位GDP的二氧化碳排放量。影響二氧化碳排放強度有以下幾個因素：（1）人口增長、經濟增長和科技進步因素：人口增長、經濟增長對碳排放起主導作用。科技進步對碳排放增加起不同程度的減緩作用，在人均碳排放峰值到碳排放總量峰值階段，技術進步的作用增強，并逐步抵消人口增長和經濟增長帶來的碳排放增長，碳排放增長速度趨緩，直至實現零增長。在碳排放總量峰值之后階段，低碳技術進步持久地占據主導地位，碳排放總量逐步下降。（2）時間因素：碳排放強度隨時間的變化呈倒U型曲線規律。森林蓄積量：森林蓄積量指一定森林面積上存在著的林木樹干部分的總材積。它是反映一個國家或地區森林資源總規模和水平的基本指標之一，也是反映森林資源的豐富程度、衡量森林生態環境優劣的重要依據。

3 指標體系建立權重方法

（1）構造原始矩陣：對m個準則層的n個下層指標，用下列矩陣來描述

（2）歸一化矩陣。當第j項指標xi為逆指標時

（3）熵權的確定。采用公式（）計算出熵值，再利用得到熵權。這樣就得到基于熵權的評價指標權向量集：W =（w1，w2，…，wm）

4 結語

通過建立節能考核指標體系實現能效指標綜合分析，運用系統工程方法，預測城市各部門用能變化趨勢，優化產業能源結構，提高用能效率，綜合評價城市用能的經濟效益和環境效益，為城市管理決策提供支持。

參考文獻

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（阜陽師范學院計算機與信息工程學院，安徽 阜陽 236000）

【摘　要】在此次項目中實現智能小車在電量低于一定值時，通過電磁線引導自動尋找充電目標即非接觸式充電裝置。此裝置能夠實現充電效率較大傳輸，在傳輸效率達到80%以上的同時，實現充電時的對齊容錯能力，即在不是充電裝置和車載充電裝置在一定范圍內對齊（不是完全嚴格對齊）時仍然能夠實現高效率充電。

關鍵詞 電磁感應；無線充電；傳輸效率

汽車，作為生活的重要交通工具，數量眾多，但利用不可再生能源作為原動力的汽車對環境造成了嚴重污染。為了保護人類賴以生存的環境，電動汽車便成了解決資源短缺和環境問題的重要途徑。在電動汽車日漸被大眾所接受的同時，人們對于生活便捷的更高要求，使得電動汽車的充電方式成為當今科技領域研究的重點。非接觸式充電裝置的效能接收在70%左右，將非接觸式充電與智能汽車相結合，實現智能汽車的自動引導行駛，實現了全自動化，適合未來新能源汽車發展的方向[1]。

此次實驗我們首先利用電磁車的特性使小車能夠尋道行駛，而后對其進行非接觸式充電，整體系統流程如圖1所示。對此，我們分兩部分進行研究，一是小車的尋道方式，二是非接觸式充電裝置。

1　小車尋道方式設計

小車尋道利用的是電磁線引導的方式，在智能車的車體前方安裝電磁感應線圈，由電磁學原理可知，通過比較線圈中產生的感應電動勢大小，判斷小車相對于導線的位置，進而對小車的位置做出調整，引導小車循徑行駛。要使小車能夠實現路徑識別，主要通過以下模塊的配合：電磁傳感器模塊、芯片模塊、電源模塊、電機驅動模塊、舵機控制模塊。

1.1　電磁傳感器模塊

智能小車的位置信號由安裝在車體前方的電磁傳感器采集，利用電磁感應原理將測量量轉換成電信號，以此獲得道路信息，電路如圖2所示。

1.2　芯片模塊

信號采集處理以MCF52255單片機為核心，經過AD口進行接收轉換后判斷小車的位置，用于小車的運動控制決策并控制舵機轉向。

1.3　電源模塊

電源電路滿足各個模塊的輸入信號要求，提供適合并且穩定的電源。利用穩壓芯片將電源穩成5V，為單片機供電，舵機利用穩壓芯片將電源穩成6V供電，而電機則利用H橋式電路驅動。

1.4　電機驅動模塊

通過單片機輸出的PWM控制，功率放大用來驅動電機，驅動直流電機和伺服電機完成小車的 速度控制和舵機轉向控制，電機驅動模塊電路如圖3所示。

2　非接觸式充電裝置

非接觸式充電裝置在電動汽車上的應用原理主要有3種。電磁感應法：原線圈上通過一定頻率的交流電，通過電磁感應在副線圈中產生電流，從而將能量從傳輸端轉移到接收端；微波法：可以接收到返回的微波能量，隨負載作出調整的同時能夠保持穩定的直流電壓，它的實質就是用微波束來代替輸電導線，通過自由空間傳輸電能[2]；強磁耦合諧振法：強磁耦合諧振法的原理與電磁感應法基本相同，不同之處在于充電一側與接收一側使用相同的共振周波，可將阻抗限制至最低值并使傳送距離增大。利用共振的原理，使整個系統達到一種“電諧振”狀態，從而實現能量在發射端和接收端高效的傳遞[3]。此方法解決了電磁感應法無線充電存在的問題，能夠實現磁場的高效率耦合和中等距離能量的高效傳遞[4]。

2.1　電磁感應法

基于法拉第電磁感應定律即周圍變化的磁場將在電路回路中產生感應電流，并通過線圈進行能量耦合，實現能量的傳遞。通過原副線圈感應產生電流，從而將電能從充電裝置發送到接收裝置。系統工作時傳輸端將交流電經全橋整流電路轉換成直流電，經過電源模塊輸出的直流電通過有源晶振逆變換轉換成高頻交流電供給原線圈，通過兩個電感線圈耦合能量，副線圈輸出的電流經接收轉換電路變成額定電壓的直流電給電池充電。

在對無線充電性能參數進行理論分析時，我們發現線圈的形狀大小及材料對性能有影響，同時由于原副線圈之間存在間隙,直接影響整個系統的傳輸效率[5]。電磁感應的原理簡單易懂，但容錯率不足，隨著傳輸距離的增加，電能的損耗會變得很大，所以適用的傳輸距離較近。

2.2　整體分析

電池充電過程：當充電電壓與電池電壓不相等時為電池進行充電；當電池電壓與充電電源電壓相等時，充電結束[5]。根據電磁感應法來計算傳輸效率，設計了參數合理的原副線圈。根據畢奧薩伐電磁感應定律，穩恒電流通過導線時在導線外一點P 處產生的磁感應強度B 為。由此可知，線圈在P點產生的磁場，與線圈的半徑R、P點到線圈的距離r均有關。

3　測試與分析

測量得出數據：傳輸距離為2cm、傳輸功率為120W時傳輸效率為90%；傳輸距離為5cm時傳輸效率為70%。隨著原副線圈之間的距離增大，傳輸功率和傳輸效率會逐漸降低。可以通過增加原副線圈磁芯正對面積或者使停放在不同位置的車輛都能夠達到有效的磁通耦合的方法來提高能量轉換效率。與常規變壓器不同的是，非接觸變壓器的磁芯主要用于約束磁通，從而提高磁通耦合能力，但加入磁芯，必然會使變壓器的重量增加明顯。為此，可直接使用空心變壓器來傳輸能量[1]。

4　程序設計

上電后，智能車啟動控制程序，同時檢測電池電壓，然后調用顯示模塊顯示電壓值。檢測電池電壓是否低于7.5V。如高于7.5V，則繼續行駛同時繼續檢測電壓；如低于7.5V，紅燈點亮同時尋找充電裝置。找到充電裝置后使用程序檢測并停車，同時等待充電并檢測電壓。如果檢測到電壓高于8.0V，小車重新啟動控制程序并繼續檢測上述步驟。其軟件流程如圖6所示。

5　結論

非接觸式充電裝置的優勢在于能夠避免導線裸露、插頭磨損、接觸電火花等危險，而且環保、能夠減少維護次數，這是傳統充電裝置所不具備的。通過對非接觸式充電裝置的研究，和對其傳輸效率的分析，得到了較為理想的實驗結果。當然，在實驗中也存在許多困難與挑戰：（1）傳輸距離問題，在已有的設計方案中，傳輸距離是一個很大的難題，我們團隊也會致力于解決這方面的問題；（2）自動循跡方式，智能汽車的自動循跡和可行性也是我們需要解決的問題。

參考文獻

［1］張寶群,李香龍.電動汽車非接觸式充電研究概況及實用化分析[J].電子測量技術, 2012, 35（3）:1-5.

［2］李廣凱,梁海峰,趙成勇,等.幾種特殊輸電方式的分析比較和展望[J].中國電力,2004, 37(4):46-47.

［3］黃學良,譚林林,陳中,等.無線電能傳輸技術研究與應用綜述[J].電工技術學報,2013,28(10):1-8.

［4］劉波,張鵝,李君,等.電動汽車無線充電技術綜述[J].汽車與配件,2013(32):28-30.