[发明专利]一种面向两轮轻载电动车无线充电线圈的优化设计方法

权利要求书

1.一种面向两轮轻载电动车无线充电线圈的优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、选取圆形线圈结构，充电间距d为3cm-6cm，接收端为半径不大于6cm的圆，选取每匝线圈间距ε＝Litz线直径，线圈和磁芯间距α＝Litz线半径；

S2、根据无线充电系统设计功率P₀和直流端输入电压V_in，计算原边线圈最大电流值对应线规查找合适规格的Litz线，以计算原边线圈互感最小值M_min；

S3、计算最大单匝线圈互感值M₁,以确定线圈缠绕位置：其中，k为耦合因子，L_p1为原边最大单匝线圈自感，L_s1为副边最大单匝线圈自感；

S4、绘制原边单匝发射线圈相对副边接收线圈互感随半径变化趋势图，并通过选取互感半径值确定线圈缠绕位置和线圈匝数N；

S5、计算传输损耗Loss和和线圈成本Cost，根据设计需求，对传输损耗Loss和线圈成本Cost分别取权重因子a和b，设置理想的损失函数：

Index＝a*Loss+b*Cost；

损失函数最大值为maxIndex，当Index＜maxIndex时，优化结束，否则，调整调整Litz线规格和线圈几何尺寸，重复上述过程。

2.根据权利要求1所述的一种面向两轮轻载电动车无线充电线圈的优化设计方法，其特征在于，原边线圈互感最小值的计算公式为：其中，L_sec为接收端自感，Q₂通常取值为5～10，输出功率P_out≈P₀，ω₀＝2π×85kHz。

3.根据权利要求1所述的一种面向两轮轻载电动车无线充电线圈的优化设计方法，其特征在于，受限于线圈外围尺寸，当线圈铺满空间其自感仍然小于预设自感参数时，对发射线圈进行双层设计。

4.根据权利要求1所述的一种面向两轮轻载电动车无线充电线圈的优化设计方法，其特征在于，无线充电系统设计功率P₀的范围为200w～1000w。

5.根据权利要求1所述的一种面向两轮轻载电动车无线充电线圈的优化设计方法，其特征在于，常用规格的Litz线的最大电流值I_pri,max范围为5.9A～19.65A。

6.根据权利要求1所述的一种面向两轮轻载电动车无线充电线圈的优化设计方法，其特征在于，在步骤S3中，根据线圈最大互感值计算公式：得M＝N_pN_sM₁，其中，N_p为原边线圈匝数，N_s为副边线圈匝数。