[發明專利]基于U型線圈定位輔助的WPT系統及位置引導方法

在審

• 申請號: 202210875460.3
• 申請日: 2022-07-25
• 公開（公告）號: CN115195517A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 楊奕;曹桂梅;張葛;謝詩云;張路;李戀;張小欽
• 申請（專利權）人: 重慶理工大學
• 主分類號: B60L53/36
• 分類號: B60L53/36;B60L53/38;B60L53/12;H02J50/12;H02J50/90
• 代理公司: 重慶敏創專利代理事務所(普通合伙) 50253
• 代理人: 陳千

1.一種基于U型線圈定位輔助的WPT系統，包括直流電源、逆變模塊、原邊補償拓撲模塊、發射線圈、接收線圈、副邊補償拓撲模塊、整流濾波電路和負載，其特征在于，所述發射線圈的下方設置有至少三個U型線圈，所述至少三個U型線圈首尾依次靠攏圍合成多邊形，所述發射線圈置于所述至少三個U型線圈的凹槽區域上，每一個U型線圈兩端從所述發射線圈的邊緣位置向上凸出，在每一個U型線圈上還分別連接有定位輔助諧振補償網絡，所述原邊補償拓撲模塊的輸入端口和多個所述定位輔助諧振補償網絡的輸入端口均并聯在所述逆變模塊的輸出端上，在所述原邊補償拓撲模塊的輸入端口和每一個所述定位輔助諧振補償網絡的輸入端口上均設置有電源開關。

2.根據權利要求1所述的基于U型線圈定位輔助的WPT系統，其特征在于：所述發射線圈的下方設置有三個U型線圈，所述三個U型線圈首尾依次靠攏圍合成等邊三角形。

3.根據權利要求1或2所述的基于U型線圈定位輔助的WPT系統，其特征在于：每一個所述定位輔助諧振補償網絡的輸入端口上的電源開關的開關頻率不同。

4.根據權利要求3所述的基于U型線圈定位輔助的WPT系統，其特征在于：所述原邊補償拓撲模塊和多個所述定位輔助諧振補償網絡均采用LCC補償網絡。

5.根據權利要求1或4所述的基于U型線圈定位輔助的WPT系統，其特征在于：所述發射線圈為方形線圈、圓形線圈、DD型線圈或BP型線圈。

6.根據權利要求1或4所述的基于U型線圈定位輔助的WPT系統，其特征在于：所述接收線圈為方形線圈、圓形線圈、DD型線圈或BP型線圈。

7.根據權利要求1或4所述的基于U型線圈定位輔助的WPT系統，其特征在于：在所述負載上還設置有電壓采集模塊和位置引導提示模塊，所述電壓采集模塊用于采集各個U型線圈通電時負載輸出電壓，所述位置引導提示模塊用于根據所述電壓采集模塊所采集的信息形成偏移軌跡并給出位置引導提示。

8.一種基于U型線圈定位輔助的WPT系統的位置引導方法，用于權利要求1-7任一所述的基于U型線圈定位輔助的WPT系統，其特征在于，包括以下步驟：

S1：根據系統應用場景進行最優位置測試，選擇典型位置進行數據測量，并通過曲線擬合得到各個位置點的參考數據，從而建立數據庫；

S2：當接收線圈進入預設區域時，系統切換至定位模式，分別控制各個U型線圈通電工作并采集對應U型線圈工作下負載上的輸出電壓；

S3：根據各個U型線圈通電工作下負載上的輸出電壓，結合數據庫得到接收線圈當前位置針對各個U型線圈的偏移軌跡；

S4：判斷接收線圈當前位置針對各個U型線圈的偏移軌跡是否沒有交點，如果沒有交點，則根據視覺反饋修正接收線圈所處位置，并返回步驟S2；如果有交點，則進入步驟S5；

S5：判斷各個U型線圈工作下負載上的輸出電壓是否存在為0的情況，如果存在為0，當接收線圈為方形線圈或圓形線圈時，則在偏移軌跡交點中選擇遠離輸出電壓為0所對應的U型線圈的偏移軌跡交點作為當前位置進行偏移引導；當接收線圈為DD型線圈或BP型線圈時，偏移軌跡相交于兩點(x₁,y₁)與(x₂,y₂)，即當前接收線圈位置可能是(x₁,y₁)或(x₂,y₂)，此時根據偏移軌跡和停車方向確定接收線圈當前位于還未到達輸出電壓為0所對應的U型線圈的位置；如果不存在為0的情況，則確定當前位置，進入步驟S6；

S6：判斷當前位置是否為最優點，如果是，則結束，否則根據當前位置與最優點位置的偏移情況生成位置引導軌跡進行修正，返回步驟S2循環進行。