基于双极性耦合磁场调控的高抗偏移偏转无线电能传输系统

摘要

针对电动汽车进行静态无线充电时,发收机构相对偏移偏转会导致耦合系数和传输能效性急剧下降的问题,该文提出一种基于双极性耦合磁场调控的高抗偏移偏转无线电能传输(WPT)系统,该系统发射机构采用双层正交DD(DQDD)线圈,接收机构采用交叠式DD(OLDD)线圈。首先,给出空间位置和导磁机构特征参数与耦合系数之间的作用规律,并分析了发射机构激发磁场的分布特性;其次,构建基于双路逆变器-单路整流器的LCC-S补偿网络拓扑,并推导具有发射激励电流恒定特性以及系统输出电压不受负载影响的谐振参数配置条件;然后,给出一种将最大耦合系数作为期望目标的磁场调控策略;最后,通过实验样机验证了所构建耦合机构的抗偏移偏转性能。实验结果表明:在水平面±70%的偏移范围内,输出功率维持在1.8 kW左右,系统效率不低于88%。