自配置非对称无线蜂窝网供电机制及关键技术研究

In view of the horizontal position deviation lower tolerance limit between the electrode magnetic pickup unit and the source energy transmitting unit in traditional "point to point" and "broadcast" wireless power supply system, honeycomb network theory is introduced, and a self-configuration wireless honeycomb network power supply mode is put forward, in which all electric devices can freely move around the plane, through which, all free electric devices distributed in large network areas can be effectively powered or charged. This project focuses on the four aspects: 1) research of the basic structure and work mechanism of the self-configuration wireless honeycomb network power supply mode; 2) research of "honeycomb cells" recognition algorithm; 3) research of voltage pickup suppression and low stray magnetic field asymmetric magnetic circuit topology; 4) research of modeling and robust stability of wireless honeycomb network power supply system. The research results of this technology can be widely used in efficient, flexible parallel wireless charging power supply for plane randomly distributed mobile electric equipment group.

针对传统"点对点"和"广播式"无线供电模式对受电设备磁能拾取单元与源设备磁能发射单元之间的横向位置偏差低容忍度限制，引入蜂窝网相关理论，提出一种自配置无线蜂窝网供电概念，构建一种网内受电设备可大范围自由移动的新型无线供电体系，实现平面内自由随机分布受电设备群高效并行供电。本项目重点研究：1）无线蜂窝网供电系统基本架构及工作机制；2）无线蜂窝供电细胞识别算法研究；3）电压拾取盲点抑制低杂散磁场改进型非对称磁路拓扑研究；4）无线蜂窝网供电系统非线性建模及鲁棒性研究。其研究成果可望应用于平面内随机分布移动受电设备群的灵活、高效、并行无线充供电。

本项目针对传统“点对点”和“广播式”无线供电模式对电设备磁能拾取单元与源设备磁能发射单元之间的横向位置偏差低容忍度限制，引入了蜂窝网相关理论，提出并研究了一种自配置无线蜂窝网供电机制，实现了一定空间范围内自由分布受电设备群并行同步高效供无线供电；在深入研究无线蜂窝网供电机制后，本项目主要针对其各项关键技术进行了详细研究，研究成果包括：提出一种改进型三相非对称磁路机构，解决了三相无线供电系统在对称磁路机构条件下存在电压拾取盲点固有弊端，实现任意位置受电设备能量的有效拾取；提出了一种无线蜂窝网供电细胞识别算法，实现了供电线圈的快速准确识别；提了一种无线供电系统建模方法及鲁棒性分析方法，为系统参数设计和优化提供理论基础指导。期间，申请获批省级工程实验室和市级工程技术中心各1个，培养硕士5名，在培养硕士研究生17名，协助培养博士1名，在国际学术期刊、国际会议及国内核心期刊上发表论文12篇，被SCI收录1篇、SCI期刊待发表1篇，EI检索论文9篇，待收录1篇，出版专著1部，申请国家发明专利13项，授权7项。