國網寧波供電公司、重慶大學自動化學院、北京智芯微電子科技有限公司的研究人員王漢豐、唐春森、左志平、吳新剛、許巍，在2019年第8期《電氣技術》雜志上撰文指出，電動車無線供電導軌運行時，會出現(xiàn)多輛車集中在一段導軌取電的現(xiàn)象，即多負載工作模式。
針對多負載模式下系統(tǒng)穩(wěn)定性問題，本文重點分析了多負載系統(tǒng)中負載數(shù)量對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，得到了負載個數(shù)的邊界條件；同時，針對多負載模式下大功率供電易引起線圈擊穿的問題，提出了一種L型線圈結構和T型磁心結構，在保證功率傳輸?shù)那疤嵯?，有效地降低了供電導軌的自感，確保了多負載系統(tǒng)的安全性。仿真和實驗驗證了理論分析的正確性。
由于環(huán)境污染和能源短缺，電動汽車越來越受到重視。隨著電動汽車的不斷普及，傳統(tǒng)的接觸式充電方式存在較多安全隱患和充電限制，車載電池的容量與成本問題也凸顯出來，這些都制約著電動車的發(fā)展與推廣。電動車無線供電技術基于無線電能傳輸（wireless power transfer, WPT）技術以非接觸方式完成電能的傳遞，可以為行駛狀態(tài)的電動車進行實時能量供給，延長了續(xù)航里程。
電動車無線供電技術的優(yōu)越性使得相關技術的研發(fā)相當活躍。
有學者提出一種用于電動車無線充電的電磁耦合機構；有學者對于無線供電導軌的切換進行了研究；有學者提出一種初級繞組并聯(lián)的無線供電方法，提升系統(tǒng)傳輸?shù)墓β屎托?；有學者提出了DD型和DDQ型線圈結構，增大了系統(tǒng)的充電區(qū)域；有學者提出一種I型供電導軌，實現(xiàn)了電動車的無線供電；有學者提出一種線圈陣列耦合機構，實現(xiàn)了電動車的無線供電。為了實現(xiàn)電動車無線供電，需要鋪設較長距離的供電導軌。電動車無線供電系統(tǒng)供電導軌運行時，會出現(xiàn)多輛車集中在一段導軌上取電的現(xiàn)象，即一個供電側對應多個負載設備，此時存在多個拾取回路。在這種模式下，存在多個原副邊能量傳輸通道，不同于傳統(tǒng)一對一傳輸模式。
此外該模式下負載的變化以及投切的隨機性，使得系統(tǒng)原邊電路的阻抗參數(shù)發(fā)生動態(tài)變化，從而導致系統(tǒng)工作頻率的漂移，進而大大降低傳輸?shù)墓β屎托省?/p>
針對上述問題，有學者提出了多負載系統(tǒng)實現(xiàn)最大傳輸效率、最大輸出功率的條件；有學者基于惟一諧振點的條件，推導出了多負載系統(tǒng)的穩(wěn)定條件；有學者提出采用型諧振網絡、補償電感、開關電容陣列來增加多負載系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性。同時，多負載供電模式下，系統(tǒng)功率容量增大，使得諧振電流較大，當供電導軌自感較大時，會導致線圈兩端的諧振電壓過高，易擊穿線圈，從而引發(fā)安全事故。
以上研究多集中在多負載系統(tǒng)的輸出功率、傳輸效率以及負載變化對頻率穩(wěn)定性的影響等方面，但未對多負載系統(tǒng)中負載個數(shù)對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響以及多負載系統(tǒng)供電導軌安全性進行深入研究。因此，本文首先給出了多負載系統(tǒng)的等效電路模型；其次，分析了負載個數(shù)的邊界條件，同時提出了一種適用于大功率的供電導軌結構；最后，通過仿真和實驗驗證了理論分析的正確性。
圖3 耦合機構結構圖
總結本文針對電動車無線供電系統(tǒng)多負載工作模式下系統(tǒng)穩(wěn)定性問題，重點研究了負載數(shù)量對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，得到了負載個數(shù)的邊界條件；針對多負載模式中大功率供電引發(fā)的導軌擊穿問題，提出一種L型線圈和T型磁心結構，在保證激發(fā)磁場強度的前提下有效地降低了導軌自感，保證了系統(tǒng)的安全性。仿真和實驗結果證明了理論分析的正確性。本文研究結果對于電動車無線供電系統(tǒng)的設計具有一定的參考價值。
