[发明专利]基于U型线圈定位辅助的WPT系统及位置引导方法

权利要求书

1.一种基于U型线圈定位辅助的WPT系统，包括直流电源、逆变模块、原边补偿拓扑模块、发射线圈、接收线圈、副边补偿拓扑模块、整流滤波电路和负载，其特征在于，所述发射线圈的下方设置有至少三个U型线圈，所述至少三个U型线圈首尾依次靠拢围合成多边形，所述发射线圈置于所述至少三个U型线圈的凹槽区域上，每一个U型线圈两端从所述发射线圈的边缘位置向上凸出，在每一个U型线圈上还分别连接有定位辅助谐振补偿网络，所述原边补偿拓扑模块的输入端口和多个所述定位辅助谐振补偿网络的输入端口均并联在所述逆变模块的输出端上，在所述原边补偿拓扑模块的输入端口和每一个所述定位辅助谐振补偿网络的输入端口上均设置有电源开关。

2.根据权利要求1所述的基于U型线圈定位辅助的WPT系统，其特征在于：所述发射线圈的下方设置有三个U型线圈，所述三个U型线圈首尾依次靠拢围合成等边三角形。

3.根据权利要求1或2所述的基于U型线圈定位辅助的WPT系统，其特征在于：每一个所述定位辅助谐振补偿网络的输入端口上的电源开关的开关频率不同。

4.根据权利要求3所述的基于U型线圈定位辅助的WPT系统，其特征在于：所述原边补偿拓扑模块和多个所述定位辅助谐振补偿网络均采用LCC补偿网络。

5.根据权利要求1或4所述的基于U型线圈定位辅助的WPT系统，其特征在于：所述发射线圈为方形线圈、圆形线圈、DD型线圈或BP型线圈。

6.根据权利要求1或4所述的基于U型线圈定位辅助的WPT系统，其特征在于：所述接收线圈为方形线圈、圆形线圈、DD型线圈或BP型线圈。

7.根据权利要求1或4所述的基于U型线圈定位辅助的WPT系统，其特征在于：在所述负载上还设置有电压采集模块和位置引导提示模块，所述电压采集模块用于采集各个U型线圈通电时负载输出电压，所述位置引导提示模块用于根据所述电压采集模块所采集的信息形成偏移轨迹并给出位置引导提示。

8.一种基于U型线圈定位辅助的WPT系统的位置引导方法，用于权利要求1-7任一所述的基于U型线圈定位辅助的WPT系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据系统应用场景进行最优位置测试，选择典型位置进行数据测量，并通过曲线拟合得到各个位置点的参考数据，从而建立数据库；

S2：当接收线圈进入预设区域时，系统切换至定位模式，分别控制各个U型线圈通电工作并采集对应U型线圈工作下负载上的输出电压；

S3：根据各个U型线圈通电工作下负载上的输出电压，结合数据库得到接收线圈当前位置针对各个U型线圈的偏移轨迹；

S4：判断接收线圈当前位置针对各个U型线圈的偏移轨迹是否没有交点，如果没有交点，则根据视觉反馈修正接收线圈所处位置，并返回步骤S2；如果有交点，则进入步骤S5；

S5：判断各个U型线圈工作下负载上的输出电压是否存在为0的情况，如果存在为0，当接收线圈为方形线圈或圆形线圈时，则在偏移轨迹交点中选择远离输出电压为0所对应的U型线圈的偏移轨迹交点作为当前位置进行偏移引导；当接收线圈为DD型线圈或BP型线圈时，偏移轨迹相交于两点(x₁,y₁)与(x₂,y₂)，即当前接收线圈位置可能是(x₁,y₁)或(x₂,y₂)，此时根据偏移轨迹和停车方向确定接收线圈当前位于还未到达输出电压为0所对应的U型线圈的位置；如果不存在为0的情况，则确定当前位置，进入步骤S6；

S6：判断当前位置是否为最优点，如果是，则结束，否则根据当前位置与最优点位置的偏移情况生成位置引导轨迹进行修正，返回步骤S2循环进行。