(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210872625.1 (22)申请日 2022.07.21 (71)申请人 广西电网有限责任公司电力科 学研 究院 地址 530013 广西壮 族自治区南宁市 兴宁 区民主路6 -2号 申请人 重庆大学 (72)发明人 龚文兰　邓志鹏　苏玉刚　肖静　 吴晓锐　唐春森　韩帅　吴宁　 莫宇鸿　陈绍南　陈卫东　郭敏　 郭小璇　张龙飞　王智慧　李小飞　 (74)专利代理 机构 重庆敏创专利代理事务所 (普通合伙) 50253 专利代理师 陈千(51)Int.Cl. B60L 53/12(2019.01) H02J 50/10(2016.01) H02J 50/00(2016.01) H02J 50/40(2016.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种3D+Q型的无线能量发射线圈及参数设 计方法 (57)摘要 本申请提供一种3D+Q型的无线能量发射线 圈及参数设计方法， 线圈结构中包括3D线圈和与 所述3D线圈串联的Q型线圈， 所述3D线圈包括位 于中间的内部线圈和位于同一平面且在所述内 部线圈两侧分布的两个外部线圈， 所述内部线圈 与两侧的外部线圈反向连接， 所述Q型线圈设于 所述3D线圈的下方且与所述内部线圈极性相反。 其效果是： 大大地增加了系统的横向抗偏移能 力。 权利要求书1页 说明书6页 附图5页 CN 115257415 A 2022.11.01 CN 115257415 A 1.一种3D+Q型的无线能量发射线圈， 其特征在于， 包括3D线圈和与所述3D线圈串联的Q 型线圈， 所述3D线圈包括位于中间的内部线圈和位于同一平面且在所述内部线圈两侧分布 的两个外部线圈， 所述内部线圈与两侧的外部线圈反向连接， 所述Q型线圈设于所述3D线圈 的下方且与所述内部线圈极性相反。 2.根据权利要求1所述的3D+Q型的无线能量发射线圈， 其特征在于， 所述内部线圈与两 侧的外部线圈匝数不同。 3.根据权利要求1所述的3D+Q型的无线能量发射线圈， 其特征在于， 所述内部线圈与两 侧的外部线圈均为矩形线圈， 所述Q型线圈也为矩形线圈且与所述3D线圈的外轮廓尺寸相 同。 4.根据权利要求1 ‑3任一所述的3D+Q型的无线能量发射线圈， 其特征在于， 所述Q型线 圈的下方铺设有磁芯。 5.根据权利 要求1‑3任一所述的3D+Q型的无线能量发射线圈， 其特征在于， 所述3D线圈 和所述Q型线圈均为单层线圈。 6.根据权利 要求5所述的3D+Q型的无线能量发射线圈， 其特征在于， 所述3D线圈和所述 Q型线圈采用单根利兹线绕制而成。 7.根据权利要求1所述的3D+Q型的无线能量发射线圈， 其特征在于， 两个外部线圈在所 述内部线圈的两侧对称设置 。 8.一种如权利要求1 ‑7任一所述3D+Q型的无线能量发射线圈的参数设计方法， 其特征 在于， 包括以下步骤： S1： 根据应用场景确认工作频率f0且根据拾取线圈的参数确定Q型线圈的尺寸、 匝数以 及原系统 互感MtQr； S2： 将3D线圈设计与Q型线圈等宽， 并分为内部线圈和外 部线圈； S3： 遍历内部线圈匝数与宽度， 得出外部线圈的匝数和宽度以及3D线圈与拾取线圈之 间的互感MtDr； S4： 计算等效互感MtEr＝MtQr+MtDr， 并判断是否在运行偏移范围内保持稳定， 如果是则结 束， 否则返回S3 重新计算。 9.根据权利要求8所述3D+Q型的无线能量发射线圈的参数设计方法， 其特征在于： 采用 MAXWELL工具确定 3D型线圈的匝数和宽度分配关系。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115257415 A 2一种3D+Q型的无线能量发射线圈及 参数设计方 法 技术领域 [0001]本申请涉及电动汽车无线充电技术领域， 尤其涉及一种3D+Q型的无线能量发射线 圈及参数设计方法。 背景技术 [0002]电动汽车无线充电(electric  vehicle wireless  power transfer， EV ‑WPT)一般 采用磁耦合 式无线充电技术(magnetic  coupled wireless  power transfer， MC ‑WPT)， 在 EV‑WPT系统中存在着 横向偏移(Lateral  misalignment， LTM)时导 致输出功率下降的问题。 [0003]为解决这个问题， 常见的方法有三种： 一是采用双发射双拾取的系统， 二是采用反 向绕组的方式， 三是将LCC ‑LCC结构中原、 副边的补偿电感集成在功率线圈中作为能量通 道。 双发射双拾取 的结构增加了系统的复杂性； 反向绕组的方式不仅降低了原系统的输出 功率， 还使 得耦合机构更加复杂， 增加了的工艺难度； 将补偿电感集成在功 率线圈中作为能 量通道的方法也增 加耦合机构的复杂性， 还 会带来电磁辐射的问题。 发明内容 [0004]有鉴于此， 本申请首先提供一种3D+Q型的无线能量发射线圈， 以提升电动汽车无 线充电系统的横向抗偏移能力。 [0005]具体而言， 本发明所采用的技 术方案如下： [0006]一种3D+Q型的无线能量发射线圈， 其关键在于， 包括3D线圈和与所述3D线圈串联 的Q型线圈， 所述3D线圈包括位于中间的内部线圈和位于同一平面且在所述内部线圈两侧 分布的两个外部线圈， 所述内部线圈与两侧的外部线圈反向连接， 所述Q型线圈设于所述3D 线圈的下 方且与所述内部线圈极性相反。 [0007]可选地， 所述内部线圈与两侧的外 部线圈匝数不同。 [0008]可选地， 所述内部线圈与两侧的外部线圈均为矩形线圈， 所述Q型线圈也为矩形线 圈且与所述3D线圈的外轮廓尺寸相同。 [0009]可选地， 所述 Q型线圈的下 方铺设有磁芯。 [0010]可选地， 所述3D线圈和所述 Q型线圈均为单层线圈。 [0011]可选地， 所述3D线圈和所述 Q型线圈采用单根利兹线绕制而成。 [0012]可选地， 两个外 部线圈在所述内部线圈的两侧对称设置 。 [0013]此外， 本发明还提出了一种如前文所述3D+Q型的无线能量发射线圈的参数设计方 法， 其关键在于， 包括以下步骤： [0014]S1： 根据应用场景确认工作频率f0且根据拾取线圈的参数确定Q型线圈的尺寸、 匝 数以及原系统 互感MtQr； [0015]S2： 将3D线圈设计与Q型线圈等宽， 并分为内部线圈和外 部线圈； [0016]S3： 遍历内部线圈匝数与宽度， 得出外部线圈的匝数和宽度以及3D线圈与拾取线 圈之间的互感MtDr；说　明　书 1/6 页 3 CN 115257415 A 3