[发明专利]一种无线传能线圈互操作参数辨识装置及方法

说明书

本发明公开了一种无线传能线圈互操作参数辨识装置及方法，其中装置包括：磁场检测装置，安装在无线充电线圈装置的原方发射端上，用于获取无线电能传输过程中发射线圈磁场数据；参数识别系统，用于将磁场检测装置获取到的磁场数据作为输入，通过训练后的多元回归网络模型获取并输出接收线圈的参数，所述参数包括三维位置和线圈大小；其中，所述无线充电线圈装置包括原方发射端和副方接收端。本发明通过磁场检测装置采集磁场数据，并通过建立的模型对磁场数据进行分析，获取接收线圈的关键参数，以数据驱动的形式有效改善了传统磁耦合器建模方法在求解速度与收敛情况上的局限性，极大拓展了适用范围。本发明可广泛应用于无线充电技术领域。

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，尤其涉及一种无线传能线圈互操作参数辨识装置及方法。

背景技术

无线充电由于其安全、方便的充电优势，近年来得到快速发展。其主要是根据电磁谐振的原理实现电能在发射线圈与接收线圈之间的传输。发射线圈所产生的磁通与接受线圈发生耦合时，将发射线圈与接收线圈称为耦合线圈。

耦合线圈之间的耦合系数直接影响到充电的功率及效率。例如，当发射线圈与接收线圈之间的距离发生变化时，其相对偏移越大，充电效率下降越多，产生充电时耗电量增加，充电耗时长等不良影响。因此检测发射线圈和接收线圈的相对位置，进而进行必要的线圈校准工作，是保证无线充电系统提高工作效率，减少充电耗电量，降低充电时长的关键技术之一。

在无线电能传输领域，不同厂商甚至不同产品无线电能传输装置差异较大，如何实现原接收关键参数(机械间隙，耦合器结构，原接收设备位移偏移)的检测，从而实现不同型号设备间准确高效互联互通是亟待解决的问题。

物理分析法是当前常用的空间磁场分布计算方法，即将原副线圈视为理想的物理模型，根据毕奥-萨伐尔定律，通过迭代计算的方式得到偏移量等数据。然而，这种方法只适用于简单的耦合线圈模型，而在无线充电的实际应用中的，原副线圈的组合灵活多样，对于含有磁芯的复杂耦合线圈，一般需要通过有限元分析来模拟计算出相应的磁场数据。

现有的常用线圈位置检测方法是采用辅助传感线圈，根据辅助线圈的电压和电流的变化检测线圈的相对位置。但由于传感辅助线圈及耦合线圈数量较多，使得充电与传感系统的设计尤为复杂。传感辅助线圈体积较大，会增加整个无线充电系统的整体体积。传感辅助线圈自身功耗也较大。现有的检测方法没有很好地避免这些因素带来的影响。

发明内容

为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明的目的在于提供一种无线传能线圈互操作参数辨识装置及方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种无线传能线圈互操作参数辨识装置，包括：

磁场检测装置，安装在无线充电线圈装置的原方发射端上，用于获取无线电能传输过程中发射线圈磁场数据；

参数识别系统，用于将磁场检测装置获取到的磁场数据作为输入，通过训练后的多元回归网络模型获取并输出接收线圈的参数，所述参数包括三维位置和线圈大小；

其中，所述无线充电线圈装置包括原方发射端和副方接收端，所述原方发射端与供电系统相连，所述副方接收端安装在无线充电设备上。

进一步地，所述磁场检测装置包括信号处理装置和5个三轴传感器模组，所述信号处理装置与所述三轴传感器模组电性连接；

所述5个三轴传感器模组，其中一个三轴传感器模组位于发射线圈的中心，剩余4个三轴传感器模组均匀地分布在所述发射线圈上，且这4个三轴传感器模组到发射线圈的中心的距离相同。

进一步地，所述三轴传感器模组包括PCB板和设置在所述PCB板上的x轴隧道磁阻传感器、y轴隧道磁阻传感器以及z轴隧道磁阻传感器；