一种无线充电系统屏蔽结构参数优化方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114169198A(43)申请公布日2022.03.11(21)申请号202111441849.9G06F30/27(2020.01)(22)申请日2021.11.30G06N3/12(2006.01)G06F111/04(2020.01)(71)申请人全球能源互联网研究院有限公司地址102209北京市昌平区未来科技城滨河大道18号申请人华北电力大学国网河北省电力有限公司(72)发明人杨富尧刘洋陈新赵海森冯砚厅宋文乐高洁刘坤马光程灵何承绪(74)专利代理机构北京三聚阳光知识产权代理有限公司11250代理人刘静(51)Int.Cl.G06F30/23(2020.01)权利要求书2页说明书9页附图4页(54)发明名称一种无线充电系统屏蔽结构参数优化方法及系统(57)摘要本发明提供的一种无线充电系统屏蔽结构参数优化方法及系统，该方法包括：根据实际电动汽车无线充电系统，建立参数化电动汽车无线充电系统有限元仿真模型；根据屏蔽结构形状选择待优化的屏蔽结构参数；设置对屏蔽结构参数进行优化的目标函数以及待优化屏蔽结构参数的约束条件；在有限元仿真的基础上，通过遗传算法对屏蔽结构参数进行迭代优化，得到目标函数最大化时的屏蔽结构参数。在计及电动汽车底盘及屏蔽结构本身中铁损的条件下，基于有限元仿真并借助遗传算法对屏蔽结构参数进行优化，可以有效减小屏蔽装置的加入对系统的不利影响，使系统效率最大化。CN114169198ACN114169198A权利要求书1/2页1.一种无线充电系统屏蔽结构参数优化方法，其特征在于，包括：根据实际电动汽车无线充电系统，建立参数化电动汽车无线充电系统有限元仿真模型；根据屏蔽结构形状选择待优化的屏蔽结构参数；设置对屏蔽结构参数进行优化的目标函数以及待优化屏蔽结构参数的约束条件；在有限元仿真的基础上，通过遗传算法对屏蔽结构参数进行迭代优化，得到所述目标函数最大化时的屏蔽结构参数。2.根据权利要求1所述的无线充电系统屏蔽结构参数优化方法，其特征在于，所述电动汽车无线充电系统有限元仿真模型，包括：无线充电磁耦合器、铁板及屏蔽结构，其中，所述无线充电磁耦合器包括原边线圈、副边线圈以及在原副边线圈上用于提升耦合性能的磁芯；所述铁板用于模拟实际中汽车底盘上的涡流损耗以及对无线充电系统性能的影响；所述屏蔽结构放置于所述无线充电磁耦合器与所述铁板之间用于减小无线充电系统漏磁，所述屏蔽结构包括水平放置的铝板和垂直方向对所述无线充电磁耦合器进行包裹的铝环。3.根据权利要求2所述的无线充电系统屏蔽结构参数优化方法，其特征在于，所述屏蔽结构参数，包括：铝板厚度、铝环厚度、铝板和无线充电磁耦合器之间的距离、铝环和无线充电磁耦合器之间的距离、铝环的高度。4.根据权利要求3所述的无线充电系统屏蔽结构参数优化方法，其特征在于，所述目标函数为：其中，r1∑＝r1+r1eq，r2∑＝r2+r2eq，ω为角速度，M12为原副边线圈间的互感，R为负载等效电阻，r1为原边线圈等效交流电阻，r2分别代表副边线圈等效交流电阻，r1eq为原边线圈电流产生的铁损所对应的等效电阻，r2eq为副边线圈电流产生的铁损所对应的等效电阻。5.根据权利要求1所述的无线充电系统屏蔽结构参数优化方法，其特征在于，在建立参数化电动汽车无线充电系统有限元仿真模型步骤之后，还包括：对有限元仿真模型进行简化。6.根据权利要求1所述的无线充电系统屏蔽结构参数优化方法，其特征在于，所述在有限元仿真的基础上，通过遗传算法对屏蔽结构参数进行迭代优化，得到无线充电系统效率最大化时的屏蔽结构参数，包括：设置种群数及遗传代数，并根据所述种群数及遗传代数生成初始种群；修改电动汽车无线充电系统有限元仿真模型中待优化的屏蔽结构参数，并进行有限元仿真；根据有限元仿真结果计算目标函数值；根据所述目标函数值判断迭代是否收敛，当迭代收敛时则停止迭代，当迭代未收敛时，则返回修改电动汽车无线充电系统有限元仿真模型中待优化的屏蔽结构参数，并进行有限元仿真的步骤；迭代停止后，根据优化后的屏蔽结构参数计算无线充电系统效率；2CN114169198A权利要求书2/2页判断所述无线充电系统效率是否满足预设要求，当满足时确定屏蔽结构的最优参数并输出。7.根据权利要求6所述的无线充电系统屏蔽结构参数优化方法，其特征在于，还包括：如果所述无线充电系统效率不满足预设要求时，返回设置种群数及遗传代数，并根据所述种群数及遗传代数生成初始种群的步骤。8.一种无线充电系统屏蔽结构参数优化系统，其特征在于，包括：模型建立模块，用于根据实际电动汽车无线充电系统，建立参数化电动汽车无线充电系统有限元仿真模型；参数选择模块，用于根据屏蔽结构形状选择待优化的屏蔽结构参数；目标设置模块，