[發(fā)明專利]一種偏移自適應(yīng)的可重構(gòu)無線電能傳輸系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811470034.1
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109510328B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 聞楓;李睿;李強(qiáng);劉力;顧偉;云柯;李宇宵
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: H02J50/90
• 分類號: H02J50/90;H02J50/70;H02J50/10
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 封睿

本發(fā)明公開了一種偏移自適應(yīng)的可重構(gòu)無線電能傳輸系統(tǒng)，其特征在于，在雙D發(fā)射線圈的線圈環(huán)間隙中對稱地設(shè)置由磁通管構(gòu)成的P線圈，當(dāng)發(fā)射線圈和接收線圈發(fā)生位置偏移時，控制投切進(jìn)的P線圈對數(shù)和P線圈位置，進(jìn)行發(fā)射線圈和接收線圈互感的補(bǔ)償。本發(fā)明在發(fā)射線圈和接收線圈發(fā)生位置偏移時，對互感值進(jìn)行補(bǔ)償，保證了輸出電流的恒定，提高了發(fā)射線圈和接收線圈發(fā)生位置偏移時的能量傳輸效率，改善了發(fā)射線圈和接收線圈發(fā)生位置偏移時的電磁環(huán)境。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線電能傳輸技術(shù)，特別涉及一種偏移自適應(yīng)的可重構(gòu)無線電能傳輸系統(tǒng)。

背景技術(shù)

為了節(jié)省傳統(tǒng)能源并最大限度地減少環(huán)境污染的有害影響，各國推廣了電動汽車(EVs)和插電式混合動力汽車(PHEVs)。然而，由于電池成本高、重量大、容量低，以及充電基礎(chǔ)設(shè)施的限制，充電問題已成為限制電動汽車發(fā)展的瓶頸。無線充電技術(shù)可以解決傳統(tǒng)充電所面臨的充電基礎(chǔ)設(shè)施局限和安全問題，并引起研究者的高度重視，逐漸成為電動汽車充電的主要模式。

磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)憑借著較高的能量傳輸效率，較遠(yuǎn)的傳輸距離，以及傳輸方向要求不嚴(yán)格等優(yōu)勢，成為電動汽車無線充電的主要方式。線圈結(jié)構(gòu)是磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)的關(guān)鍵。由Budhia等人提出的雙D線圈結(jié)構(gòu)是目前應(yīng)用在電動汽車無線充電的一種線圈結(jié)構(gòu)，它具有較高的耦合系數(shù)和空載品質(zhì)因數(shù)，更低的鋁屏蔽損耗，以及更低漏磁通。但是，當(dāng)發(fā)射線圈和接收線圈發(fā)生位置偏移時，線圈間的互感會降低，導(dǎo)致能量傳輸效率的降低，電磁環(huán)境也會有所惡化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種偏移自適應(yīng)的可重構(gòu)無線電能傳輸系統(tǒng)，提高了線圈發(fā)生位置偏移時的傳輸效率，改善了線圈發(fā)生位置偏移時的電磁環(huán)境。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種偏移自適應(yīng)的可重構(gòu)無線電能傳輸系統(tǒng)，在雙D發(fā)射線圈的線圈環(huán)間隙中對稱地設(shè)置由磁通管構(gòu)成的P線圈，當(dāng)發(fā)射線圈和接收線圈發(fā)生位置偏移時，控制投切進(jìn)的P線圈對數(shù)和P線圈位置，進(jìn)行發(fā)射線圈和接收線圈互感的補(bǔ)償。

作為一種優(yōu)選實施方式，投切的P線圈參數(shù)滿足如下關(guān)系：

其中，L_pn和L_pn-分別為投入的第n對P線圈的左側(cè)線圈和右側(cè)線圈的自感，C_pn為第n對P線圈的補(bǔ)償電容，ω為系統(tǒng)的工作角頻率。

作為一種優(yōu)選實施方式，進(jìn)行互感補(bǔ)償?shù)木唧w方法為：

當(dāng)發(fā)射線圈和接收線圈未發(fā)生偏移時，測量負(fù)載兩端的電流，作為后續(xù)比較的原電流；

當(dāng)發(fā)射線圈和接收線圈發(fā)生偏移時，增加投切進(jìn)系統(tǒng)的P線圈的匝數(shù)，直至補(bǔ)償后的負(fù)載電流和原電流的差值小于設(shè)定的閾值，再判斷補(bǔ)償后的負(fù)載電流與原電流的大小；

如果補(bǔ)償后的負(fù)載電流大，則增大已投入P線圈距離原線圈中心位置的距離，直至負(fù)載電流減去原電流的差值小于設(shè)定的閾值，否則完成互感補(bǔ)償。

作為一種更優(yōu)選實施方式，從內(nèi)向外增加投切進(jìn)系統(tǒng)的線圈匝數(shù)。

本發(fā)明與現(xiàn)有線圈結(jié)構(gòu)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明在發(fā)射線圈和接收線圈發(fā)生位置偏移時，對互感值進(jìn)行補(bǔ)償，保證了輸出電流的恒定，提高了發(fā)射線圈和接收線圈發(fā)生位置偏移時的能量傳輸效率，改善了發(fā)射線圈和接收線圈發(fā)生位置偏移時的電磁環(huán)境。

附圖說明

圖1是構(gòu)建本發(fā)明偏移自適應(yīng)的可重構(gòu)無線電能傳輸系統(tǒng)的流程圖。

圖2是本發(fā)明DDP線圈在空間的磁場圖。

圖3是本發(fā)明DDP線圈LCC補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的拓補(bǔ)圖。

圖4是本發(fā)明無線電能傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖5是本發(fā)明互感補(bǔ)償策略的流程圖。