采用無線電能傳輸（WPT）方式的電動汽車充電系統無需線纜連接充電設備和車體，不存在接觸損耗、積塵和機械磨損等問題，充電模式更加便捷、安全、靈活，可適應惡劣環境，故電動汽車無線充電系統受到了國內外專家學者的高度關注。

電動汽車靜態無線充電過程中，發射機構與接收機構不可避免地出現偏移偏轉的錯位情況，這種錯位會導致發收機構耦合系數和充電能效性的急劇下降。因此，提高耦合機構的抗偏移偏轉性能，同時保證接收機構拾取功率的穩定性是電動汽車靜態無線電能傳輸系統待解決的關鍵問題。

現有文獻為了提高靜態無線電能傳輸系統的抗偏移能力，主要采用了兩種方式：調整耦合線圈繞制形式、采用復合型補償拓撲。綜合現有兩種抗偏移提升方式的特點并針對其存在的局限性，重慶理工大學電氣與電子工程學院的謝詩云、楊奕、李戀等學者，提出了一種基于雙極性耦合磁場調控的高抗偏移偏轉無線電能傳輸系統。

圖1 調控流程

該系統發射機構采用雙層正交DD（DQDD）線圈，接收機構采用OLDD線圈。DQDD線圈由雙層正交排列的兩對解耦DD線圈組成，其激發的磁場分布通過兩組DD線圈激勵電流的幅值及相位來進行調控；接收機構OLDD線圈借助切換開關可變換為單極性CP線圈，從而改變接收機構可拾取的磁場極性。

圖2 實驗樣機

表1 五種位置下實驗樣機的功率及效率

研究者構建了基于雙路逆變器-單路整流器的LCC-S補償網絡拓撲，推導了發射機構激勵電流恒定且系統輸出電壓與負載無關的網絡參數配置條件；提出了一種將最大耦合系數作為期望目標的磁場調控策略，通過調控發射DQDD線圈的激勵電流相位差以及接收OLDD線圈的拾取極性，實現了偏移偏轉情況下WPT系統的高能效傳輸。

他們最后搭建了傳輸間距為130 mm的1.8 kW實驗樣機，在±270 mm水平面及±45 °的偏移偏轉范圍內，系統效率不低于88 %，驗證了所提磁耦合機構的傳輸能效性。相比于目前常用的磁耦合機構，該磁耦合機構具有更強的抗偏移偏轉性能。該系統的抗偏移性能及系統效率均高于現行標準的設定值，在電動汽車靜態無線充電場合具有良好的應用前景。

本工作成果發表在2023年第18期電工技術學報，論文標題為“基于雙極性耦合磁場調控的高抗偏移偏轉無線電能傳輸系統”。