電動汽車無線充電新型DD耦合機(jī)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化

石崢嶸

摘 要：電動汽車無線電路系統(tǒng)設(shè)計中，需要根據(jù)系統(tǒng)性能要求，注重提高線圈設(shè)計優(yōu)化，對發(fā)射線路線圈的DD結(jié)構(gòu)進(jìn)行操作，注重提高DD線圈空間磁場的合理分布，調(diào)整實現(xiàn)離散模塊化操作，注重提升群落化的算法優(yōu)化，保證DD線圈達(dá)到最佳的參數(shù)范圍標(biāo)準(zhǔn)要求，與實際的DD線圈長度、寬度、間隙符合最優(yōu)化的求解要求。本文將針對電動汽車無線操作充電線路的DD耦合機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計分析，結(jié)合感應(yīng)強(qiáng)度的實際空間參數(shù)分布進(jìn)行判斷，分析基于蟻群算法下的DD耦合機(jī)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化實施方案。

關(guān)鍵詞：電動汽車;無線充電;DD耦合

0 引言

線圈是實現(xiàn)電動汽車無線充電的最佳關(guān)鍵元器件，它直接關(guān)系到系統(tǒng)的功率傳輸和綜合效能。DD耦合線圈結(jié)構(gòu)中，需要按照兩個電路實施并聯(lián)操作，分析磁場線路的串聯(lián)下矩形線圈的組成標(biāo)準(zhǔn)。調(diào)整傳統(tǒng)線圈下的磁場通路，分析低聚耦合系數(shù)，調(diào)整康水平偏移下的特性缺陷問題。依據(jù)高磁場線路路徑操作，調(diào)整磁場、實現(xiàn)低損耗，低泄漏的優(yōu)化操作。通過正交偏移圈線路，構(gòu)建DDQ型線圈。DD型-DDQ無線充電線圈耦合下，是滿足汽車無線充電線圈的主要方式和研究標(biāo)準(zhǔn)。作為發(fā)射線圈操作，DD線圈的形狀、參數(shù)設(shè)計之類關(guān)系到系統(tǒng)性能。

1 DD線圈磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布空間操作

按照DD線圈模型，以畢奧定律中規(guī)定具體理論標(biāo)準(zhǔn)，通過DD線圈感應(yīng)，拓展空間磁場的有效分布，實施有效的推導(dǎo)應(yīng)用?；谟行?yōu)化算法的形式，調(diào)整DD線圈下的設(shè)計思路和參數(shù)，分析線圈激發(fā)下的磁感應(yīng)效果，提升磁感應(yīng)強(qiáng)度水平，滿足實際系統(tǒng)操作的關(guān)系要求，提供有效的優(yōu)化政策設(shè)計參數(shù)分析標(biāo)準(zhǔn)方法。

2 DD線圈磁感應(yīng)強(qiáng)度的準(zhǔn)確分布

（1）點分布。畢奧定律中規(guī)定，按照電流元標(biāo)準(zhǔn)，通過調(diào)整空間內(nèi)的任意P點，逐步激發(fā)磁場的基礎(chǔ)定理，闡述線圈電流下的磁場強(qiáng)度范圍，分析數(shù)學(xué)關(guān)系要素。其中I表示電流過線圈的值，DI表示線圈電流的單位長;R表示單位長度下的線圈電流目標(biāo)距離;RO表示單位長度下的電流線圈目標(biāo)值，單位矢量標(biāo)準(zhǔn)。DI單位長度的線圈狀態(tài)電流中，依據(jù)目標(biāo)產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度進(jìn)行分析。依據(jù)畢奧定律所提出的計算方式，依據(jù)DD型線圈磁場的實際分布方法，推導(dǎo)出需要計算的公式。依據(jù)驗證計算的標(biāo)準(zhǔn)，給予DD線圈的磁場分布空間。

按照坐標(biāo)系數(shù)對線圈進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)劃分，對每一個網(wǎng)格下的磁場區(qū)間分布進(jìn)行分析。調(diào)整網(wǎng)絡(luò)格邊距值，當(dāng)接近于0的時候，需要計算精度，將其無線接近于實際標(biāo)準(zhǔn)值，避免計算難度過大。按照線圈模型標(biāo)準(zhǔn)，分析直角坐標(biāo)系內(nèi)的相關(guān)釋放值，調(diào)整各個邊的軸線平行線區(qū)間點。以L長的坐標(biāo)通電導(dǎo)線分析，調(diào)整確定最小單元的長度。沿著Y軸平行放置導(dǎo)線，分析觀察坐標(biāo)下的P值點位。按照坐標(biāo)位置，觀察PN值。選取末端點計算實際的距離。確定每個單元的指向點，通過單位矢量值設(shè)定，調(diào)整P與線圈的距離，保證在H平行面上，確定P點投影下的線圈面，符合P投影范圍。

（2）磁場分析確定的驗證方式。按照物理教材中的長度L值，分析載波流下的導(dǎo)線范圍。按照D距離點位，分析磁感應(yīng)下的計算方式。按照L=500mm、L=80mm、L=100mm標(biāo)準(zhǔn)，分析計算磁場計算的模型，保證其準(zhǔn)確有效。

（3）DD線型圈下的磁場分布。DD線圈結(jié)構(gòu)相對較為復(fù)雜，為了準(zhǔn)確的計算磁場分布，推導(dǎo)點位的平面位置，通過N匝數(shù)據(jù)，確定DD線圈模型。通過平面位置，調(diào)整邊距內(nèi)的線圈坐標(biāo)位置。將DD線圈的每一個邊控制在400等份，從最小匝開始，對每條邊的空間磁場進(jìn)行求解分析，記錄疊加原理，確定DD線圈整體空間的磁場分布，保證左邊矩形內(nèi)各邊觀測上的磁感應(yīng)強(qiáng)度符合要求。按照相同的解法要素，尋求右邊距線圈的觀測點，按照各匝線圈進(jìn)行求解，疊加原理，保證整體DD線圈P點與磁感應(yīng)強(qiáng)度B在同一標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。使用數(shù)學(xué)工具對線圈空間點位進(jìn)行矩陣運(yùn)算分析，確定每一個磁場的準(zhǔn)確分布情況。

3 蟻群算法中DD線圈參數(shù)的優(yōu)化操作

按照線圈設(shè)計方式進(jìn)行操作，依據(jù)設(shè)計參數(shù)優(yōu)化，按照面積、間隙算法進(jìn)行分析，優(yōu)化蟻群算法，優(yōu)化設(shè)計思路。

（1）DD線圈優(yōu)化參數(shù)分析。按照疊加定理要素，分析雜數(shù)與空間磁感應(yīng)的強(qiáng)度，成正比關(guān)系。實施傳輸性能優(yōu)化調(diào)整，線圈需要密實纏繞。線圈的面積由線直徑、雜數(shù)確定。需要注意電線圈設(shè)計的要素，不可以一味的增加匝數(shù)，防止線圈電感量過大，導(dǎo)致成本增加。

（2）DD線圈長寬比。DD線圈中串聯(lián)通路下，需要按照DD線圈的長度寬度標(biāo)準(zhǔn)，分析線圈空間內(nèi)的磁場強(qiáng)度分布，控制氣復(fù)雜程度和影響作用效果。

（3）電動線圈安全間隙DD分析。依據(jù)磁通路構(gòu)成串聯(lián)回路的磁通效果，依據(jù)磁通路徑的高度與長度比關(guān)系，分析間隙性的磁感應(yīng)強(qiáng)度，逐步減弱調(diào)控，確定接收線圈的耦合標(biāo)準(zhǔn)。為了有效的提升發(fā)射線圈的傳感效率，需要在下方添加高導(dǎo)磁感應(yīng)材料，分析產(chǎn)生的單磁場，逐步提高線圈傳輸效果。通過添加高導(dǎo)磁率的鐵氧化材料，通過磁場作用，提高線圈基礎(chǔ)通路下的高度。在充電效率不變的前提下，增強(qiáng)無線充電系統(tǒng)的間隙和效果。

4 蟻群算法的優(yōu)化方式

蟻群算法，簡稱ACO，是通過仿生技術(shù)實現(xiàn)的蟻群最優(yōu)化算法。通過蟻群搜索分析，實現(xiàn)路徑內(nèi)的矩陣轉(zhuǎn)移，提高矩陣內(nèi)的路徑分配。調(diào)整信息元素下的衰減機(jī)制，控制淘汰路徑比率，確保最終獲取更高質(zhì)量的解。

DD線圈設(shè)計中，需要實施電能傳輸?shù)男阅軆?yōu)化，注重相關(guān)參數(shù)分析，建立DD線圈優(yōu)化設(shè)計思路，獲取最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式。按照線圈面積，寬度不變的情況下，調(diào)整線圈區(qū)域范圍內(nèi)的網(wǎng)格劃分標(biāo)準(zhǔn)，滿足最大優(yōu)化發(fā)展需求。依據(jù)信息要素向量解析，判斷傳輸?shù)淖顑?yōu)處理效果。使用蟻群算法確定設(shè)計優(yōu)化思路，對線圈設(shè)計的實際情況記錄分析，對條件進(jìn)行限制收斂，優(yōu)化求解思路，縮短運(yùn)算參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

在優(yōu)化前需要分析線圈的區(qū)域內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，分析劃分網(wǎng)絡(luò)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。通過分析線圈的基礎(chǔ)條件，對線圈的性能數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋。優(yōu)化設(shè)計方案的同時，提高設(shè)計方案的準(zhǔn)確性，按照接收線圈的區(qū)域標(biāo)注，逐步提高磁感應(yīng)強(qiáng)度效果，實現(xiàn)磁感應(yīng)的均勻分布。

5 結(jié)語

綜上所述，汽車無線充電中，采用DD耦合機(jī)構(gòu)設(shè)計方式，重視便捷性、精準(zhǔn)性的設(shè)計參數(shù)分析，逐步優(yōu)化設(shè)計思路，計算線圈的最優(yōu)匝數(shù)，結(jié)合長寬標(biāo)準(zhǔn)比參數(shù)分析，確定DD型線圈內(nèi)的無線設(shè)計充電設(shè)計參數(shù)，滿足無線充電的設(shè)計需求。

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