[发明专利]一种动态无线充电系统最大负载获得功率优化方法

权利要求书

1.一种动态无线充电系统最大负载获得功率优化方法，其特征在于，包括：

步骤1，建立对应于动态无线充电系统的两个以上的发射线圈与单个接收线圈的等效电路，基于所述等效电路，根据基尔霍夫电路定律获得最大总馈入系统功率和负载获得功率分别与各个发射线圈上的电流的两个关系式；

步骤2，根据所述两个关系式，以获得最大负载获得功率为目标，利用拉格朗日乘数法优化所述各个发射线圈上的电流；

步骤3，将优化得到的所述各个发射线圈上的优化电流通过基尔霍夫电路定律转换成各个优化馈电电压，控制所述动态无线充电系统的实际电压源按照各个优化馈电电压进行馈电，获得所述动态无线充电系统的最大负载获得功率。

2.根据权利要求1所述的一种动态无线充电系统最大负载获得功率优化方法，其特征在于，所述步骤1包括：

将所述两个以上的发射线圈与单个接收线圈进行排布，获得所述动态无线充电系统的排布模型，所述排布模型的排布方式包括：将所述两个以上的发射线圈沿着小车移动的直线方向均匀地埋置在小车行驶的路面下，将所述单个接收线圈安置在小车内；

根据所述动态无线充电系统的排布模型建立等效电路，获得所述等效电路第i个发射线圈与接收线圈的传输品质因素Q_TiR：

Q_TiR＝ω₀M_TiR/r′_RX，

其中，ω₀为动态无线充电系统的谐振频率，M_TiR为第i个发射线圈与接收线圈间的互感量，1≤i≤n，n表示发射线圈的总个数，n≥2且为正整数，r′_RX为接收线圈寄生电阻与负载电阻之和。

3.根据权利要求2所述的一种动态无线充电系统最大负载获得功率优化方法，其特征在于，所述步骤1包括：

基于所述等效电路，根据基尔霍夫电路定律获得最大总馈入系统功率P_TX和负载获得功率PDL分别与各个发射线圈上的电流I_Ti的两个关系式：

其中，r_TXi为第i个发射线圈的寄生电阻，r_L为负载电阻值。

4.根据权利要求3所述的一种动态无线充电系统最大负载获得功率优化方法，其特征在于，所述步骤2包括：

在式(1)的所述最大总馈入系统功率P_TX确定的约束条件下，利用拉格朗日乘数法优化所述各个发射线圈上的电流I_Ti，得到所述第i个发射线圈上的最优电流I_Ti,OPT，使得式(2)的所述负载获得功率PDL达到最大：

其中，Q_TsR为第s个发射线圈与接收线圈的传输品质因素，1≤s≤n，r_TXj为第j个发射线圈的寄生电阻，1≤j≤n且j≠i，j≠s；

将所述第i个发射线圈上的最优电流I_Ti,OPT带入式(2)得到最大负载获得功率PDL_MAX：

5.根据权利要求4所述的一种动态无线充电系统最大负载获得功率优化方法，其特征在于，所述步骤3包括：

根据基尔霍夫电路定律将式(3)的所述各个发射线圈上的优化电流转换成各个馈电电压源的优化电压V_Ti,OPT：

其中，Q_TjR为第j个发射线圈与接收线圈的传输品质因素，I_Tj,OPT为第j个发射线圈上的最优电流，M_TiTj为第i个发射线圈与第j个发射线圈的互感量，1≤j≤n；

以式(5)为指导，用两个以上的电压源实现所述多发射单接收动态无线充电系统的最大负载获得功率PDL_MAX传输。

6.一种动态无线充电系统，其特征在于，所述系统用于执行一种动态无线充电系统最大负载获得功率优化方法，所述方法包括：

步骤1，建立对应于动态无线充电系统的两个以上的发射线圈与单个接收线圈的等效电路，基于所述等效电路，根据基尔霍夫电路定律获得最大总馈入系统功率和负载获得功率分别与各个发射线圈上的电流的两个关系式；

步骤2，根据所述两个关系式，以获得最大负载获得功率为目标，利用拉格朗日乘数法优化所述各个发射线圈上的电流；

步骤3，将优化得到的所述各个发射线圈上的优化电流通过基尔霍夫电路定律转换成各个优化馈电电压，控制所述动态无线充电系统的实际电压源按照各个优化馈电电压进行馈电，获得所述动态无线充电系统的最大负载获得功率。