[发明专利]无线充电磁耦合装置的结构参数优化方法及装置

权利要求书

1.一种无线充电磁耦合装置的结构参数优化方法，其特征在于，所述方法包括：

根据待优化的磁耦合装置建立磁路模型，用以得到所述磁耦合装置的电磁感应参数与所述磁耦合装置的预设结构参数的关联关系；所述电磁感应参数包括原边自感参数、副边自感参数、原边与副边之间互感参数；

获取对所述电磁感应参数和所述结构参数设置的约束条件；

将所述关联关系作为目标函数，通过迭代筛选出满足所述约束条件的结构参数值；

所述目标函数f1、f2和f3如下：

f1：M＝4n²μ₀r₃ln(r₃/0.021)；

f2：L_p＝M+m₁；

f3：L_s＝M+m₂；

其中，L_p和L_s分别为所述原边自感参数和所述副边自感参数，M为所述原边与副边之间互感参数，m₁为m₂为75.12μ₀r₃，真空磁导率μ₀＝4π×10^-7，n为每层的线圈匝数，r₃为发射端磁芯的半径，r₅为穿过发射线圈两次的原边等效漏磁通最大半径。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据待优化的磁耦合装置建立磁路模型，用以得到所述磁耦合装置的电磁感应参数与所述磁耦合装置的预设结构参数的关联关系，包括：

根据所述磁耦合装置建立磁路模型，用以得到原边自感参数、副边自感参数、原边与副边之间互感参数分别与所述结构参数的关联关系；所述结构参数至少包括发射线圈匝数、接收线圈匝数、发射端磁芯的半径。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取对所述电磁感应参数和所述结构参数设置的约束条件之前，包括：

设置以下约束条件中的1种或多种：

设置所述原边自感参数的约束条件；

设置所述副边自感参数的约束条件；

设置所述原边自感参数以及所述副边自感参数与所述原边与副边之间互感参数之间耦合系数的约束条件；

设置发射线圈匝数、接收线圈匝数、发射线圈和接收线圈的外径、发射端磁芯的半径以及穿过发射线圈两次的原边等效漏磁通最大半径的约束条件；

设置发射线圈和接收线圈的外径以及发射端磁芯的半径的约束条件。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

验证筛选出的结构参数值是否满足所述磁耦合装置的预设指标参数值；

在验证满足时，将所述筛选出的结构参数值作为所述磁耦合装置的结构参数值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述验证筛选出的结构参数值是否满足所述磁耦合装置的预设的指标参数值，包括：

根据所述目标函数和所述筛选出的结构参数值，确定出电磁感应参数值；所述电磁感应参数值包括原边自感参数值、副边自感参数值以及原边与副边之间互感参数值；

根据预先确定的电磁感应参数与预设的指标参数之间的对应关系，确定所述筛选出的结构参数值是否满足所述指标参数值；所述指标参数包括磁耦合装置的输出功率和/或磁耦合装置的效率。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据预先确定的电磁感应参数与预设的指标参数之间的对应关系，确定所述筛选出的结构参数值是否满足所述指标参数值之前，包括：

根据所述指标参数，选择无线充电补偿电路拓扑结构；

根据所述无线充电补偿电路拓扑结构，建立无线充电电路的电路模型；

根据所述无线充电电路的电路模型，确定所述对应关系。

7.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述磁耦合装置主要由圆盘线圈、放置圆盘形磁芯的发射端和圆盘空心接收线圈组成。