[发明专利]一种抗偏移恒流输出无线电能传输装置的参数优化方法

说明书

本发明公开了一种抗偏移恒流输出无线电能传输装置的参数优化方法，涉及无线充电领域；其包括如下步骤1：构建随互感变化相互叠加的两变量相对变化的拓扑结构；步骤2：根据拓扑结构设定互感与补偿电感间的比例初值；步骤3：根据拓扑结构线圈偏移时的输出电流变化量与输出电流比值以及其给定的变化量范围求解比例初值完成优化；本发明解决了现有无线电能传输装置因线圈偏移导致输出电流不稳定的问题，达到了保证无线电能传输过程中线圈偏移时仍能保证恒流输出的效果。

技术领域

本发明涉及无线充电领域，尤其是一种抗偏移恒流输出无线电能传输装置的参数优化方法。

背景技术

无线电能传输技术以非电气接触形式将能量从电源端传输到负载端，具有供电灵活、安全可靠的技术特点；其中，相较于电场耦合、微波等传能方式，感应耦合方式凭借大功率、高效率的技术优势，已经在便携类电子设备、家用电器、生物医学等多个领域得到实际应用，近年来逐渐在电动汽车、轨道交通等功率等级高且具有移动供电需求的应用领域中展开研究。

现有的电动汽车感应充电系统的主要构成及工作过程为：单相或三相工频电经过整流后转换成直流电，高频逆变器再将直流电转换成85kHz的高频交流电，并注入到能量发射线圈所在的谐振网络中；在二次侧，车载线圈通过磁场耦合作用从发射线圈中拾取电能，经由谐振网络、高频整流、滤波后实现向车载电池充电。由于感应电能传输的能量定向传输限制，一般都要求能量发射线圈与拾取线圈具有较好的位置对应关系；然而在电动汽车无线充电过程中，由于应用的环境不同会发生线圈间不同的偏移，导致负载端的拾取功率随线圈耦合强度的下降而下降，影响系统稳定性及性能。为了增强IPT系统能量耦合线圈的抗偏移能力，通常的方法有两种：一、在电路系统中引入闭环负反馈控制，如在逆变器前加入控制器挑几条输入电压或采用移向控制，或者在次级线圈整流后加入DC-DC变换器；其缺点是，增加了控制成本和复杂性，降低系统稳定性。二、采用混合初级线圈系统，铺设初级线圈阵列，使初级线圈、次级线圈间存在偏移时两者间的磁场相对均匀分布，但是该方法会增加线圈成本及能量传输面积；因此需要一种实现无线电能传输装置抗偏移且恒流输出的方法。

发明内容

本发明的目的在于：本发明提供了一种抗偏移恒流输出无线电能传输装置的参数优化方法，解决了现有无线电能传输装置因线圈偏移导致输出电流不稳定的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种抗偏移恒流输出无线电能传输装置的参数优化方法，包括如下步骤：

步骤1：构建随互感变化相互叠加的两变量相对变化的拓扑结构；

步骤2：根据拓扑结构设定互感与补偿电感间的比例初值；

步骤3：根据拓扑结构线圈偏移时的输出电流变化量与输出电流比值以及其给定的变化量范围求解比例初值完成优化。

优选地，所述步骤1的拓扑结构包括：第一发送模块、第二发送模块、第一接收模块和第二接收模块，所述第一发送模块与第二发送模块并联连接，所述第一接收模块和第二接收模块并联连接，所述第一发送模块与第一接收模块相互耦合，所述第二发送模块与第二接收模块相互耦合。