开·云体育app下载安装 天津工业大学科研团队发表无线电能传输系统耦合机构的研究综述

近些年来，越来越多从事电气科技工作的人员，将关注点放在无线电能传输技术的研究上面，而且这种技术的应用领域，也在渐渐地进行扩展。耦合机构属于无线电能传输系统里相当重要的一个构成部分，该耦合机构的优化设计开·云体育app下载安装，对于系统的传输效率，对于系统的传输距离，对于系统的功率kiayun手机版登录app游戏登录入口.手机端安装.cc，以及对于系统的抗偏移能力，均有着直接的影响。

张阳、王少博、赵雪莉、郑靖男、林悦蓬、孙睿供职于天津工业大学电工电能新技术天津市重点实验室，他们也曾在此工作，于2021年在《电工技术学报》增刊2之上撰写论著，针对旨在磁场耦合式耦合机构的架构制作，该论述从中传输线圈、补偿网络以及电磁屏蔽结构这三个层面，针对当下关于此的研究现状以及热点问题予以扼要概述，剖析探讨当下急迫需要解决的问题以及未来的发展走向，为别的研究人员给予了有益的参考 。

无线电能传输技术，也就是Wireless Power Transfer、WPT，它属于一种非接触电能传输技术，即Contactless Power Transfer、CPT，克服了传统有形介质限制，仅仅借助空间无形软介质，就能够把电能从电源端传至用电设备端。这项技术跟智能电网一样，都是从传统型朝着智能型进行过渡，被列入“10项引领未来的科学技术”当中。

当下，无线电能传输的形式主要涵盖磁场耦合式，及电场耦合、微波、激光、超声波等等。磁场耦合式无线电能传输系统，如结构依据图1所示，它含有整流模块，另含有逆变电路，还有一次侧补偿网络、发射线圈、接收线圈、二次侧补偿网络、整流电路以及负载等部分 。

图1 无线电能传输系统

磁场耦合式无线电能传输系统里，耦合机构归属关键构成部分，其优化设计，对系统传输效率、传输距离、功率以及抗偏移能力，有着直接影响，国内外专家，还有学者，针对耦合机构kiayun手机版登录打开即玩v1011.玩看我最新关网.中国，开展了诸多研究。天津工业大学的科研团队，旨在梳理磁场耦合式无线电能传输系统近几年的研究成果，为研究者提供进一步研究和设计的参考，针对耦合机构，从传输线圈方面，从补偿网络方面，从电磁屏蔽结构方面，简要综述了无线电能传输系统中耦合机构的研究现状及发展，总结了当前的主要研究热点及最新进展标点符号。

他们觉得，当下不少研究人员，尽管针对耦合机构开展了研究，然而依旧存在诸多问题，尚未得到解决，主要体现于以下几个方面：

1）大功率高效率耦合机构设计

伴随电动巴士等大功率无线充电技术向前发展，特别是高铁列车的发展进程，人们针对无线充电的功率给出了更高诉求，当下的技术水准并未达成需求条件，所以存有设计大功率耦合机构的必要性。随之产生的发热问题，传输功率以及效率降低的情况，稳定性减弱的状况，还有结构繁杂等一连串问题，有待学者展开更深层次的研究。

当下研究热门话题之一的电动汽车无线充电技术，其耦合机构存在诸多亟待解决的问题，有适应快充这个对性能要求极高例如在快速充电模式下那电流极其可观可达上百安培的大功率耦合机构设计，还有针对该耦合机构围绕高效率、小体积、轻量化展开的优化问题，存在输出功率稳定性处于较低水平的问题，存在耦合机构之间互操作性方面的问题，存在标准方面的问题以及经济成本方面的问题等 。电动汽车身为智能消费终端，一定要和智能电网实现充放电平衡，以提升电能利用率， 而智能电网可促使其大规模生产应用，进而提高清洁能源消费比重，还能净化城市环境， 最终达成促进智能电网和新能源发展的目的。

2）高功率密度耦合机构设计

首先，当下，伴随意着功率水准的提升，耦合机构的体积以及质量同样处于增大的态势，此种状况把它在特定领域的应用予以了限制，怎样去解决功率效率跟体积质量之间所存在的矛盾成为了未来的研究指向。所以，往后有必要设计具备高功率密度的耦合机构，从而解决体积过度庞大的问题。未来，研究人员能够从磁心形状、线圈结构设计、补偿结构设计等多个方面着手展开改善 。

3）动态无线电能传输专用耦合机构设计

眼下，静态无线电能充电技术相对来讲颇为成熟，可是存在充电较为频繁、续航里程较短等问题，于是动态无线充电技术渐渐出现，比如从固定式朝着运动式发展，从定点式朝着在线式发展，然而耦合系数波动极易致使传输功率波动，进而降低系统稳定性，所以未来需要设计专用的耦合机构去适应动态无线充电的需求，如借助多线圈模式以及设计不同结构的线圈结构来加以改善，提升耦合机构间的耦合系数，或者设计复合补偿网络削弱耦合系数变化对传输功率的影响。

4）多负载专用耦合机构设计

应用场景增多之际，大家对技术的需求愈发高，于诸多场合中，要铺设大面积充电平台给多负载供电，这便带来发热、磁场分布不均、磁场相互耦合以及效率下降等一连串问题，未来能够采用多绕组线圈的方式去设计发射线圈结构，有效提升空间磁能的利用率，提高耦合系数，进而提高效率 。

5）新材料在耦合机构中的应用

要提升耦合机构的性能，得要有高品质因数的线圈才行。就线圈材料而言，未来能够进一步去研究那种具有高品质因数、低阻抗以及散热良好特性的材料；在屏蔽结构这方面，需要的是具备高磁导率低磁损耗、低电阻率、质量轻且强度高还耐磨损的材料，像新兴的非晶、纳米晶材料这类的。超材料能通过对其介质的本构参数加以控制，从而优化场地分布，它具有多种优点，比如可提高磁通密度，还能提高无线电能传输线圈间的耦合程度，进而提高系统的输出功率、传输距离以及传输效率，并且能改善在不对准工况下的传输性能，所以在未来耦合机构设计当中占据着一定的位置。

6）提高抗偏移抗振动能力的耦合机构

当前，不管是静态充电，还是动态充电，都要提升耦合机构的抗偏移能力。此外，对于动态充电而言，还得解决抗振动问题，所以有必要去研究能提高抗偏移与抗振动能力的耦合机构。未来，研究人员能够思索提出全新的线圈结构或者全新的补偿网络结构。近些年，有学者提出了一种宇称 - 时间对称原理，把这个原理应用于无线电能传输中，在一定程度上能够实现恒定不变的输出功率以及传输效率，并且不会受到耦合系数的影响，而且基于分数阶电路的无线电能传输技术也展现出了诸多优点，这些技术有希望进一步提升抗偏移能力。 ###。

最后，他们指出，今后研究人员能够设计耦合机构，其具有大功率高效率、高功率密度的特点，还有动态无线电能传输、多负载专用耦合机构的特性 ，并且能用纳米晶带材作为线圈的屏蔽材料，以此满足轻量化需求，同时还能提出新的补偿网络结构，来改善系统的抗偏移能力等 。

此文源自2021年那本题名为《电工技术学报》的增刊二号，其论文标题是“磁场耦合式无线电能传输耦合机构综述”，作者乃是李阳、石少博以及其他一些人 。