0. 02 044 0.1 熙 0.16 014 5 6 7 1型桩垂直高度(cm) ()结构剖面图(b)整体结构示意图(c)结 构左视图 图3-31型桩不同高度下的耦合系数 图3-2第四代“”型发射及接收结构示 根据实验曲线，耦合系数在Ⅰ型桩垂直 意图 高度从4-5cm变化时增加较多，5-7cm变 化时增加尚可，而7-8cm时增加较少。同 这种结构的优点在于：传输距离大，传 时考虑到丨型桩需铺设在地底下，高度越高 输效率高，铁芯结构较小，抗水平偏移能力 对于施工的难度和成本也就越高，故综合考 强。但同时也具有一些缺点：绕线结构较复 虑两者因素，选取了6cm为最后结果。 杂，在设计过程中需要注意各级之间的磁场 此外，我们还对于1型桩上表面、中间 变化情况。以次结构为原型，我们通过JMAG 支撑部分和下表面的厚度依次做了控制变 仿真软件对耦合线圈部分进行建模和仿真， 量，发现厚度对于原副边的耦合系数几乎没 通过对线圈磁芯形状和参数的调整，改善耦 有影响，分析可知因为主磁路的路径并没有 合线圈的耦合系数，从而达到提高传输效率 因为厚度的变化而改变，故可把铁芯做的相 的目的。 对薄一点，已节省成本。不过，考虑到实物 的机械强度有限，过薄的铁芯容易受到损坏， 3.2.2耦合线圈仿真过程 维护起来有一定难度。故在使用亚克力板进 3.2.2.1确定基本参数 行加固的同时，铁芯也因具有一定的厚度。 基本参数指的是对整体设计有重要衡 最后将上下层的铁芯厚度定为5mm,中间 量意义的参数。 支撑部分定为1cm。 根据实物代步车的尺寸和限制，并考虑 在定好铁芯的结构尺寸后，便需要考量 实际情况，将车底距地面高度定为10cm, 极间距的选取，极间距即两个“”型相隔的 车底所能搭载接收线圈的最大尺寸为： 的距离。一方面，由于在移动电能补给系统 600*300mm。 中原副边的距离比较大，且没有导磁材料， 故会存在一部分漏磁通通过空气直接与相 3.2.2.2确定铁芯结构与极间距 邻的桩形成闭合磁路，我们要想办法减少这 合理的铁芯结构对于耦合系数的提高 一部分损耗，也就是通过改变极间距，检测 有着至关重要的意义，而耦合系数的提高也 副边接受线圈在两极中心点的磁场强度来 意味着传输效率和功率的提高，是无线移动 确定传输效率最高时对应的极间距。另一方 充电技术十分重要的一环。 面，又要考虑经济成本，对于相同长的道路， 在选取了1型作为发射线圈结构后，我 极间距越小意味着需要铺设的桩也就越多， 们主要对铁芯的高度做了控制变量分析，在 成本也就越高。 其余条件都相同的情况下运用JMAG的自 感互感工具进行仿真测量。 图3-4接受线圈极间距变化图( ( ( (a)结构剖面图 (b) 整体结构示意图 (c) 结 构左视图 图 3- 2 第四代“I”型发射及接收结构示 意图 这种结构的优点在于：传输距离大，传 输效率高，铁芯结构较小，抗水平偏移能力 强。但同时也具有一些缺点：绕线结构较复 杂，在设计过程中需要注意各级之间的磁场 变化情况。以次结构为原型，我们通过 JMAG 仿真软件对耦合线圈部分进行建模和仿真， 通过对线圈磁芯形状和参数的调整，改善耦 合线圈的耦合系数，从而达到提高传输效率 的目的。 3.2.2 耦合线圈仿真过程 3.2.2.1 确定基本参数 基本参数指的是对整体设计有重要衡 量意义的参数。 根据实物代步车的尺寸和限制，并考虑 实际情况，将车底距地面高度定为 10cm， 车底所能搭载接收线圈的最大尺寸为： 600*300mm。 3.2.2.2 确定铁芯结构与极间距 合理的铁芯结构对于耦合系数的提高 有着至关重要的意义，而耦合系数的提高也 意味着传输效率和功率的提高，是无线移动 充电技术十分重要的一环。 在选取了 I 型作为发射线圈结构后，我 们主要对铁芯的高度做了控制变量分析，在 其余条件都相同的情况下运用 JMAG 的自 感互感工具进行仿真测量。 图 3-3 I 型桩不同高度下的耦合系数 根据实验曲线，耦合系数在 I 型桩垂直 高度从 4-5cm 变化时增加较多，5-7cm 变 化时增加尚可，而 7-8cm 时增加较少。同 时考虑到 I 型桩需铺设在地底下，高度越高 对于施工的难度和成本也就越高，故综合考 虑两者因素，选取了 6cm 为最后结果。 此外，我们还对于 I 型桩上表面、中间 支撑部分和下表面的厚度依次做了控制变 量，发现厚度对于原副边的耦合系数几乎没 有影响，分析可知因为主磁路的路径并没有 因为厚度的变化而改变，故可把铁芯做的相 对薄一点，已节省成本。不过，考虑到实物 的机械强度有限，过薄的铁芯容易受到损坏， 维护起来有一定难度。故在使用亚克力板进 行加固的同时，铁芯也因具有一定的厚度。 最后将上下层的铁芯厚度定为 5mm，中间 支撑部分定为 1cm。 在定好铁芯的结构尺寸后，便需要考量 极间距的选取，极间距即两个“I”型相隔的 的距离。一方面，由于在移动电能补给系统 中原副边的距离比较大，且没有导磁材料， 故会存在一部分漏磁通通过空气直接与相 邻的桩形成闭合磁路，我们要想办法减少这 一部分损耗，也就是通过改变极间距，检测 副边接受线圈在两极中心点的磁场强度来 确定传输效率最高时对应的极间距。另一方 面，又要考虑经济成本，对于相同长的道路， 极间距越小意味着需要铺设的桩也就越多， 成本也就越高。 图 3-4 接受线圈极间距变化图