[发明专利]确定无线电能传输系统中电能接收端数目的方法及装置

说明书

本发明实施例提供了一种确定无线电能传输系统中电能接收端数目的方法及装置，方法包括：确定待设计的目标无线电能传输系统中所要采用的电能发送端和电能接收端；基于电能发送端和电能接收端，确定目标无线电能传输系统对应的电路模型；计算电路模型中电能发送端与每个电能接收端的耦合系数，并计算电能发送端和每个电能接收端的有载品质因数；基于计算得到的耦合系数、有载品质因数和预设的第一接收端数目计算公式，计算N的取值。应用本发明实施例确定无线电能传输系统中电能接收端数目，可以提高该无线电能传输系统的电能传输性能。

技术领域

本发明涉及能量传输技术领域，特别是涉及确定无线电能传输系统中电能接收端数目的方法及装置。

背景技术

无线电能传输(wireless power transfer，WPT)系统中常常包含有一个电能发送端和多个电能接收端。电能发送端可以通过非电线、非接触的方法向该系统中的电能接收端同时传输电能，使得电能传输更灵活、更安全。

发明人发现，当无线电能传输系统中电能接收端的数目越多时，该系统的能量传输效率越高，但是每个电能接收端所接收到的能量(即输出功率)越小。而目前在设计无线电能传输系统时，常常随意设定电能接收端的数目，该种设计方式无法平衡该系统的能量传输效率和每个电能接收端的输出功率。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种确定无线电能传输系统中电能接收端数目的方法及装置，以平衡无线电能传输系统的能量传输效率和该系统中每个电能接收端的输出功率，从而提高该系统的电能传输性能。

第一方面，本发明实施例提供了一种确定无线电能传输系统中电能接收端数目的方法，该方法可以包括：

确定待设计的目标无线电能传输系统中所要采用的电能发送端和电能接收端；

基于电能发送端和电能接收端，确定目标无线电能传输系统对应的电路模型；其中，电路模型中包括一个电能发送端和N个电能接收端；

计算电路模型中电能发送端与每个电能接收端的耦合系数，并计算电能发送端和每个电能接收端的有载品质因数；

基于计算得到的耦合系数、有载品质因数和预设的第一接收端数目计算公式，计算N的取值；其中，第一接收端数目计算公式是基于预设的能量传输效率增益系数和输出功率增益系数确定的，能量传输效率增益系数和输出功率增益系数的差值的绝对值小于预设阈值。

可选地，在基于计算得到的耦合系数、有载品质因数和预设的第一接收端数目计算公式，计算N的取值的步骤之后，方法还可以包括：

基于计算得到的N值，判断N个电能接收端中每一个电能接收端的输出功率是否小于相应电能接收端的最低输出功率；

若存在接收端的输出功率小于相应电能接收端的最低输出功率，利用预设的第二接收端数目计算公式的计算值更新计算得到的N值。

可选地，第一接收端数目计算公式为：

其中，N为目标无线电能传输系统中电能接收端的数目；λ为预设的能量传输效率增益系数；μ为预设的输出功率增益系数；k为基于目标无线电能传输系统中电能发送端与电能接收端的耦合系数计算得到的等效耦合系数；Q为基于目标无线电能传输系统中电能接收端的有载品质因数确定得到的有载品质因数；Q_s为目标无线电能传输系统中电能发射端的有载品质因数。

可选地，获得第一接收端数目计算公式的步骤，可以包括：

计算预设无线电能传输系统中每个电能接收端的输出功率，并计算预设无线电能传输系统的能量传输效率；其中，预设无线电能传输系统中包括X个相同的电能接收端；