[发明专利]三维无线电能传输系统实时最大功率传输方法

说明书

本发明实施例提供了一种三维无线电能传输系统实时最大功率传输方法，所述方法通过梯度下降法确定系统中发射装置与接收装置之间的虚拟等效互感的平方取值最大时所述发射装置的虚拟等效电流的方向参数的取值；并根据虚拟等效电流的方向参数的取值，确定接收装置的方位以及所述发射装置中各发射电流的取值，以使所述发射装置产生的合磁场方向与所述接收装置的方位一致，实现最大功率传输。本发明实施例提供的方法可以对接收装置的具体方位进行检测和自动追踪，在确定接收装置具体位置的同时实现无线电能的最大传输效率，并且不需要在发射装置和接收装置之间建立通信连接，避免了通信困难的环境下，因无法建立通信连接而不能有效实现无线电能传输。

技术领域

本发明实施例涉及无线电能传输技术领域，更具体地，涉及三维无线电能传输系统实时最大功率传输方法。

背景技术

电能的出现改变了人们的生活方式并且已经成为人们生活中不可分割的一部分。虽然电能的普及为人们的生活带来极大便利，但是现有的供电方式也带来了诸多问题，比如日常生活中各种设备的电线和适配器等交织混杂，不仅影响美观也给使用上带来很多不便；水下应用和有爆炸危险中也存在很多安全问题。无线电能传输技术作为一种新型的电能传输技术由于其便捷、简单、安全的特性而受到越来越广泛的应用。与现有的有线电能传输技术相比较，无线电能传输能使人们摆脱电线的束缚，减少由于电线磨损、老化带来的潜在威胁，目前在电动汽车、医疗器械、移动电子设备等方面都有广泛的应用。

已有的关于无线电能传输方面的研究多集中在单源单载无线电能传输系统，但是这种系统有其局限性，主要表现在为电能传输方向单一，能量接受的自由度不高，只有当发射装置和接收装置同轴摆放时才可能获得较大的传输效率。考虑到现有的用电产品大多具有便携性和可移动性，传统的单源单载(即单维)无线电能传输系统已经不能满足市场的需求。满足高空间自由度和动态无线充电的无线电能传输系统逐渐成为研究热点。

为了突破单维无线电能传输系统的局限性，一些具有高空间自由度的无线电能传输系统已经被提出，其中对二维无线电能传输系统和三维无线电能传输系统的研究较为集中。传输效率是衡量一个无线电能传输系统性能的重要指标，为了达到最大传输效率这个目标，二维和三维无线电能传输系统主要是通过控制发射装置中的电流来控制空间中的磁场，并且可以根据不同的应用场合来对磁场进行定向和旋转，它们分别可以对平面和空间内任意一点传输电能。

在三维无线电能传输系统中，针对可移动的接收装置，接收装置位置发生变化会导致发射装置与接收装置间的磁场耦合发生改变，发射装置所产生的原有合磁场方向将无法对移动的接收装置的现有方位实现最大功率传输，导致资源浪费。

发明内容

为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供了一种三维无线电能传输系统实时最大功率传输方法及设备。

一方面，本发明实施例提供了一种三维无线电能传输系统实时最大功率传输方法，包括：

S11，基于梯度下降法，确定三维无线电能传输系统中发射装置与接收装置之间的虚拟等效互感的平方取值最大时所述发射装置的虚拟等效电流的方向参数的取值；

S12，根据所述虚拟等效电流的方向参数的取值，确定所述接收装置的方位以及所述发射装置中各发射电流的取值，以使所述发射装置产生的合磁场方向与所述接收装置的方位一致，实现最大功率传输。

另一方面，本发明还提供了一种三维无线电能传输系统实时最大功率传输设备，包括：取值确定模块和方位确定模块。其中，

所述取值确定模块用于基于梯度下降法，确定三维无线电能传输系统中发射装置与所述接收装置之间的虚拟等效互感的平方取值最大时所述发射装置的虚拟等效电流的方向参数的取值；

所述方位确定模块用于根据所述虚拟等效电流的方向参数的取值，确定所述接收装置的方位以及所述发射装置中各发射电流的取值，以使所述发射装置产生的合磁场方向与所述接收装置的方位一致，实现最大功率传输。