基于垂直中继的U型线圈切换系统设计与优化

来源：电子测量技术杂志2022年第9期北京时间：

作者：曹广华，彭江伟，王星轲

单位：东北石油大学电气信息工程学院 黑龙江 大庆 163318

摘要：与三线圈中继无线电能传输结构相比，两线圈结构具有更高的效率但传输距离较近，而三线圈结构多应用于中远距离无线电能传输，在近距离系统中效率偏低。对于电动汽车底盘距离不一导致充电效率低下的问题，本文给出一种基于垂直中继的U型线圈切换系统，该系统在适合的距离点切换，即在不同传输距离到达最优效率，可以解决间距变化导致效率低下的问题。本文对三线圈电路模型进行分析，对其线圈特性、负载特性和无线电能传输的距离特性进行分析及优化，推导出其效率影响因素，在此基础上进行系统仿真分析。仿真结果表明，与单一两线圈或三线圈结构模型相比，所设计的切换系统在较近和较远距离下无线电能传输效率都提升了58%；与普通三线圈结构相比，该系统无线电能传输效率最高提升了71%。

关键词：电动汽车 无线电能传输 U型线圈 垂直中继 效率优化