基于容性屏蔽的无线电能传输系统有源磁屏蔽结构优化

来源：电工电能新技术杂志2024年第6期北京时间：

作者：龙永红， 李辉， 孔彭生， 李中启,， 任立权

单位：1.湖南工业大学轨道交通学院， 湖南 株洲 412007；
2.湖南工业大学电气与信息工程学院， 湖南 株洲 412007；
3.湖南大学电气与信息工程学院， 湖南 长沙 410082

摘要：为了改善无线电能传输系统中的磁场泄漏问题，本文提出了一种基于无源容性屏蔽的强耦合有源磁屏蔽结构。首先，在无源容性屏蔽的无线电能传输系统的基础上，设计了一种强耦合有源磁屏蔽线圈结构。其次，给出了此线圈的工作原理与设计方法，推导了数学模型以及等效电路模型。从理论出发解释了容性屏蔽和有源屏蔽的原理，并对屏蔽效果及传输效率受屏蔽线圈参数变化的影响作了分析。最后，结合得到的线圈参数，在所提线圈结构的基础上，设计出了一套电动汽车无线充电系统，通过理论计算、仿真和实验，对所提线圈结构和方法的有效性进行了验证。结果显示，该线圈结构在维持96%以上传输效率的同时，能够将系统的漏磁减少大约40%，实现了降低泄漏磁场和保持高传输效率的目标。

关键词：电动汽车； 无线电能传输； 电磁兼容； 电磁屏蔽； 电磁场

基金资助：国家重点研发计划项目(2022YFB3403200)、 湖南省自然科学基金项目(2022JJ30226)