基于四矩形正交线圈的无线电能传系统混合式补偿拓扑优化及其抗偏移性

作     者：刘旭 曹宇鹏 夏晨阳 杨龙月 

作者机构：中国矿业大学电气工程学院 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2025年第12期

页      面：3828-3841页

核心收录：

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 082303[工学-交通运输规划与管理] 082302[工学-交通信息工程及控制] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金(52477019) 国家自然科学基金(52107012)资助项目 

主　　题：无线电能传输 线圈结构 混合拓扑 抗偏移性 

摘      要：在电动汽车无线充电系统中，由于车辆停靠不准导致的位置偏移是不可避免的，这将造成系统参数变化从而引起输出电压波动，甚至损坏系统。因此，该文提出一种基于四矩形正交（QRQP）线圈的新型混合式补偿拓扑结构，并给出了其参数设计准则与优化策略，以有效提升系统的多方向抗偏移特性。优化后的系统可在一定范围内的任意角度偏移及负载变化工况下，维持系统输出电压的恒定，且当接收线圈移除时，还可有效限制原边电流，从而保障系统安全。所提出的混合式补偿拓扑结构及其优化方法经过了1 kW的实验室原型样机验证，实验结果表明，当负载电阻在20～100 Ω变化范围内，系统在X轴偏移-140～140 mm、Y轴偏移-105～105 mm以及XY轴对角偏移-200～200 mm时的输出电压波动均小于5%。同时，当线圈间垂直间距在-35～70 mm变化时，输出电压波动可限制在8%以内。