[發(fā)明專利]無線充電耦合機(jī)構(gòu)的線圈間傳輸效率的計(jì)算方法、系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202310154909.1
• 申請日: 2023-02-23
• 公開（公告）號(hào): CN116011253A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡蔡飛;孟浩;陳松林
• 申請（專利權(quán)）人: 安潔無線科技（蘇州）有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;H02J50/12
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 陳松

1.一種無線充電耦合機(jī)構(gòu)的線圈間傳輸效率的計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟：

對無線充電耦合機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真建模，耦合機(jī)構(gòu)仿真模型包含的器件包括：發(fā)射端和接收端的線圈、鐵氧體鐵心和鋁屏蔽板；

獲取耦合機(jī)構(gòu)仿真模型的器件參數(shù)；

基于獲得的器件參數(shù)，由無線充電諧振電路的能量計(jì)算發(fā)射端和接收端的品質(zhì)因數(shù)，品質(zhì)因數(shù)通過如下公式計(jì)算：

其中，f為頻率；

基于品質(zhì)因數(shù)計(jì)算獲得線圈間傳輸效率，所述線圈間傳輸效率用于衡量無線充電系統(tǒng)的效率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線充電耦合機(jī)構(gòu)的線圈間傳輸效率的計(jì)算方法，其特征在于：在計(jì)算品質(zhì)因數(shù)時(shí)，無線充電諧振電路的儲(chǔ)能包括線圈存儲(chǔ)的電能和磁能。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無線充電耦合機(jī)構(gòu)的線圈間傳輸效率的計(jì)算方法，其特征在于：線圈存儲(chǔ)的電能通過如下公式計(jì)算：

式中，Re意為取復(fù)數(shù)的虛部，E為電場強(qiáng)度，*為復(fù)共軛矩陣，D為電通密度，d為微分符號(hào)，V為線圈體積；

線圈存儲(chǔ)的磁能通過如下公式計(jì)算：

式中，Re意為取復(fù)數(shù)的虛部，H為磁場強(qiáng)度，*為復(fù)共軛矩陣，B為磁通密度，d為微分符號(hào)，V為線圈體積。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線充電耦合機(jī)構(gòu)的線圈間傳輸效率的計(jì)算方法，其特征在于：在計(jì)算品質(zhì)因數(shù)時(shí)，考慮的無線充電諧振電路在一個(gè)周期內(nèi)損耗包括線圈損耗、鐵心損耗、鋁屏蔽板損耗。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種無線充電耦合機(jī)構(gòu)的線圈間傳輸效率的計(jì)算方法，其特征在于：線圈損耗通過如下公式計(jì)算：

式中，Re意為取復(fù)數(shù)的虛部，E為電場強(qiáng)度，*為復(fù)共軛矩陣，J為電流密度，V為線圈體積；

鐵心損耗通過如下公式計(jì)算：

式中，C_m、x、y為損耗系數(shù)，由鐵氧體材料屬性決定，f為頻率，B_m為磁通密度幅值，n表示基于有限元的方法將鐵心剖分為n個(gè)網(wǎng)格；

鋁屏蔽板損耗通過如下公式計(jì)算：

式中，Re意為取復(fù)數(shù)的虛部，E_Al指鋁屏蔽板上的場強(qiáng)，*為復(fù)共軛矩陣，J_AL為鋁屏蔽板上的電流密度，V_AL為鋁屏蔽板體積。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線充電耦合機(jī)構(gòu)的線圈間傳輸效率的計(jì)算方法，其特征在于：線圈間傳輸效率η通過如下計(jì)算得出：

式中，k為耦合機(jī)構(gòu)耦合系數(shù)，Q₁為發(fā)射端的品質(zhì)因數(shù)，Q₂為接收端的品質(zhì)因數(shù)。

7.一種無線充電耦合機(jī)構(gòu)的線圈間傳輸效率的估量系統(tǒng)，其特征在于，包括：

仿真模塊，用于對無線充電耦合機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真建模，耦合機(jī)構(gòu)仿真模型包含的器件包括：發(fā)射端和接收端的線圈、鐵氧體鐵心和鋁屏蔽板；

參數(shù)獲取模塊，用于獲取耦合機(jī)構(gòu)仿真模型的器件參數(shù)；

品質(zhì)因數(shù)計(jì)算模塊，所述品質(zhì)因數(shù)計(jì)算模塊基于所述參數(shù)獲取模塊獲得的器件參數(shù)，計(jì)算發(fā)射端和接收端的品質(zhì)因數(shù)，品質(zhì)因數(shù)通過如下公式計(jì)算：

其中，f為頻率；

線圈間傳輸效率計(jì)算模塊，所述線圈間傳輸效率計(jì)算模塊基于品質(zhì)因數(shù)計(jì)算獲得線圈間傳輸效率，所述線圈間傳輸效率用于衡量無線充電系統(tǒng)的性能。

8.一種計(jì)算機(jī)裝置，其特征在于，其包括：包括處理器、存儲(chǔ)器以及程序；

所述程序存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中，所述處理器調(diào)用存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的程序，以執(zhí)行權(quán)利要求1所述的無線充電耦合機(jī)構(gòu)的線圈間傳輸效率的計(jì)算方法。

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于：所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)用于存儲(chǔ)程序，所述程序用于執(zhí)行權(quán)利要求1所述的無線充電耦合機(jī)構(gòu)的線圈間傳輸效率的計(jì)算方法。