[发明专利]一种确定无线充电系统双DD耦合器结构参数的方法和系统

权利要求书

1.一种确定无线充电系统双DD耦合器结构参数的方法，所述耦合器包括原边电能发射侧和副边电能拾取侧，两侧均为双层结构，由两个长宽相同的DD线圈正交叠放构成，原边电能发射侧和副边电能拾取侧相对设置，相互平行且两侧的DD线圈呈中心对称，所述原边电能发射侧的两个正交叠放的DD线圈同时作为电能发射线圈，副边电能拾取侧的两个正交叠放的DD线圈同时作为电能拾取线圈，四个DD线圈的结构参数完全相同,所述耦合器的原边电能发射侧和副边电能拾取侧在正交叠放的两个DD线圈上还分别覆盖一层铁氧体屏蔽层，所述铁氧体屏蔽层为多个尺寸相同的条状铁氧体构成的网格状结构，所述网格状结构均匀分布且关于中心对称，以及所述原边电能发射侧和副边电能拾取侧的铁氧体屏蔽层在远离相对设置的正交叠放的两个DD线圈的方向上呈中心对称,其特征在于，所述方法包括：

根据无线充电系统连接的拟充电设备的输出功率等级p_out和双DD线圈中流过的电流大小，确定线圈使用的利兹线的线径r；

根据输出功率等级p_out、原边电能发射侧和副边电能拾取侧相对设置时的气隙高度h和最大偏移距离δ，以及应用场景下的尺寸限制条件确定双DD线圈的外径L；

根据双DD线圈的外径L确定铁氧体屏蔽层中铁氧体条的长度Fer_L；

根据确定的铁氧体条的长度Fer_L，结合耦合器体积限制条件和成本初始化设置铁氧体条的厚度Fer_d0和宽度Fer_w0；

基于确定的铁氧体条的长度Fer_L，厚度Fer_d0和宽度Fer_w0，以及线圈使用的导线的线径r和线圈的外径L，根据预先设置的线圈优化模型确定线圈匝数N；

基于铁氧体条的长度Fer_L，厚度Fer_d0，线圈使用的导线的线径r，线圈的外径L和线圈匝数N，根据预先设置的铁氧体分布排列密度F_dens优化模型，确定铁氧体分布排列密度的最优值F_dens-opt、铁氧体条宽度最优值Fer_w和相邻铁氧体条之间的间距S；

基于确定的铁氧体条的长度Fer_L和铁氧体分布排列密度的最优值F_dens-opt，根据预先设置的铁氧体条厚度的优化模型，确定铁氧体条厚度最优值Fer_d；

输出所述双DD线圈的线圈使用的导线的线径r，线圈的外径L和线圈匝数N，铁氧体条的长度Fer_L、铁氧体分布排列密度的最优值F_dens-opt、铁氧体条宽度最优值Fer_w、相邻铁氧体条之间的间距S和铁氧体条厚度最优值Fer_d以用于生产所述双DD耦合器。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于确定的铁氧体条的长度Fer_L，厚度Fer_d0和宽度Fer_w0，以及线圈使用的导线的线径r和线圈的外径L，根据预先设置的线圈优化模型确定线圈匝数N，其计算公式为：

所述模型以满足拟充电设备的输出功率等级p_out的耦合系数k_{D_DD}为目标，以线圈匝数N的取值为优化变量，采用有限元方法确定线圈匝数N。