平稳传输的磁耦合动态无线充电系统及其参数设计方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115912679A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211367501.4H02J50/00(2016.01)(22)申请日2022.11.03(71)申请人重庆前卫无线电能传输研究院有限公司地址400030重庆市沙坪坝区土主镇月台路18号【口岸贸易服务大厦】B1单元5楼503室-1423号(72)发明人谭森林辛芳苗金龙袁强李巍经廷伟詹文杰(74)专利代理机构重庆敏创专利代理事务所(普通合伙)50253专利代理师黄梅(51)Int.Cl.H02J50/40(2016.01)H02J50/90(2016.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称平稳传输的磁耦合动态无线充电系统及其参数设计方法(57)摘要本发明涉及动态无线充电技术领域，具体公开了一种平稳传输的磁耦合动态无线充电系统及其参数设计方法，该系统包括原边发射导轨和副边接收机构；原边发射导轨包括沿着自身宽度方向等距离排布而成的多个能量发射线圈，副边接收机构包括宽为w、高为h的能量接收线圈。本发明采用8字型绕组形式绕制能量发射线圈和能量接收线圈，并在能量发射线圈所等效成的上下两个发射子线圈的上下两边线圈向中间凹陷，进一步通过调整凹陷部分的线圈高度h2的大小，使得能量发射线圈中心的磁场强度与相邻两个能量发射线圈之间中心的磁场强度相同，从而达到整个导轨上的磁场强度相同，继而使供电功率在整个导轨上都能保持稳定，实现能量的平稳传输。CN115912679ACN115912679A权利要求书1/1页1.平稳传输的磁耦合动态无线充电系统，其特征在于，包括原边发射导轨和副边接收机构；所述原边发射导轨包括沿着自身宽度方向等距离排布而成的多个能量发射线圈，每个所述能量发射线圈的宽为wp、高为2h1，所述副边接收机构包括宽为w、高为h的能量接收线圈；所述能量发射线圈采用8字型绕组形式，等效成上下分布、大小相同、绕向相反的两个发射子线圈，所述发射子线圈的宽为wp、高为h1；所述发射子线圈的上下两边线圈向中间凹陷，使得所述发射子线圈的凹陷部分线圈高度为h2、宽度为w2。2.根据权利要求1所述的平稳传输的磁耦合动态无线充电系统，其特征在于：所述发射子线圈设置为上下对称且左右对称。3.根据权利要求2所述的平稳传输的磁耦合动态无线充电系统，其特征在于，所述发射子线圈的凹陷部分线圈高度h2设置为：s表示相邻两个所述能量发射线圈之间的距离。4.根据权利要求2所述的平稳传输的磁耦合动态无线充电系统，其特征在于，所述发射子线圈的凹陷部分线圈宽度w2设置为：w2＝wp‑w。5.根据权利要求4所述的平稳传输的磁耦合动态无线充电系统，其特征在于：所述能量接收线圈采用8字型绕组形式，等效成上下分布、大小相同、绕向相反的两个接收子线圈。6.基于权利要求1～5任一项所述平稳传输的磁耦合动态无线充电系统的参数设计方法，其特征在于，包括步骤：S1、根据实际工程需求确定所述能量接收线圈的宽w、高h、匝数，所述能量发射线圈的匝数，以及相邻两个所述能量发射线圈之间的距离s；S2、根据所述能量接收线圈的宽w、高h确定所述能量发射线圈的宽wp、高2h1；S3、根据确定所述发射子线圈的凹陷部分线圈高度h2；S4、根据w2＝wp‑w确定所述发射子线圈的凹陷部分线圈宽度w2。7.根据权利要求6所述的平稳传输的磁耦合动态无线充电系统的参数设计方法，其特征在于：在所述步骤S2中，0.4h＜h1＜0.6h。8.根据权利要求6所述的平稳传输的磁耦合动态无线充电系统的参数设计方法，其特征在于：在所述步骤S2中，2w＜wp＜3w。2CN115912679A说明书1/4页平稳传输的磁耦合动态无线充电系统及其参数设计方法技术领域[0001]本发明涉及动态无线充电技术领域，尤其涉及一种平稳传输的磁耦合动态无线充电系统及其参数设计方法。背景技术[0002]动态无线充电系统是指在电动设备的运动过程中，能够对其实现无线充电的无线能量传输系统，电动汽车无线充电系统则是一种典型应用。[0003]在动态充电系统中，通常使用两种磁耦合方案实现。一种是长导轨式结构，另一种是分段式导轨结构(多级导轨)。长导轨结构由在拾取端移动方向上且尺寸比拾取线圈长得多的线圈构成。相反，短导轨结构由一系列线圈组成，这些线圈的大小与拾取线圈相同。主要基于方便为多辆电动汽车同时供电和较少的地面供电设备数量需求两个原因，对长导轨结构展开了研究。但是，长导轨结构必然会导致发射端和拾取端之间的耦合系数非常小。长距离的发射端线圈同时也必然会产生很大的寄生电阻。以上两个致命的缺点会导致系统效率较低和严重的电磁干扰问题。相反地，分段式导轨结构使其自身只提供与拾取线圈实际耦合的部分，这有助于提高能量传输效率以及