基于自适应机器人的电动汽车无线功率传输

电动汽车在无线充电时，由于接收线圈和发射线圈之间有空气间隙，大量磁通泄露。因此它的充电效率相比于变压器和电机这种感应能量耦合的传输方式要低得多。目前电动汽车在无线电力传输领域最大的挑战是充电时间和电力传输效率。研究为了解决这两个问题提出了变压器感应概念和自适应机器人技术。

研究在车辆底盘上装备一个具有几个传感器的自动机器人手臂，并且机器手携带一个接收线圈。当车辆停靠在一个具有无线功率发射器的停车位时，控制器通过逆运动学算法计算出机器手臂的三个自由度，机器人接受控制信号将接收线圈自动定位在发射中心上方的最佳位置上，使电力传输效率最高。当车辆行驶在装有无线电力传输系统的道路上时，为了达到最大充电效率，自适应机器人采用了一种基于极值求法的先进数学自适应算法，自动计算出最高电力传输效率路线，并将路线发送给驾驶人。除此之外，为了最大程度保持充电频率，减少充电时间，研究在功率转换器中使用了碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管。通过这种方法，上述问题和大的不透气间隙及相应的电磁干扰问题被较好的解决，同时充电时间显著减少。

图1 应用于无线电力传输的自适应机器人机器安装位置

研究通过有限元进行物理建模实现机器人设计最优特性，同时结合MATLAB实现电路仿真，结果表明相比于无机器人状态电力传输效率显著提升。