中国矿业大学团队突破充电抗偏位移：矩形正交线圈混合拓朴技术

在电动汽车无线充电技术领域，线圈位置偏差引发的系统稳定性问题长期制约着行业发展。中国矿业大学无线电能传输研究团队近期取得突破性进展，其提出的方形正交线圈（QRQP）与混合补偿拓扑结构组合方案，成功解决了传统系统在多维度偏移场景下的输出波动难题。相关研究成果已发表于《电工技术学报》2025年第12期。

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针对电动汽车停车定位误差导致的充电效率衰减问题，研究团队创新设计了QRQP线圈结构。该结构通过四个矩形线圈的正交布局，在保持紧凑体积的同时，实现了平面方向33.6%（X轴）、25%（Y轴）及45度角47.48%偏移量下的稳定耦合。实验数据显示，当接收线圈在垂直方向（Z轴）偏移56%时，系统输出电压波动仍控制在8%以内，较传统4-DQ线圈结构抗偏移能力显著提升。

为进一步增强系统鲁棒性，研究团队开发了由S-LCC、LCC-S、S-S与LCC-LCC四种拓扑组合的混合补偿网络。该结构通过参数优化设计，在负载电阻RL从20Ω到100Ω动态变化时，可使输出电压波动始终小于5%。特别值得关注的是，当接收端意外断开时，原边电流增幅被限制在安全范围内，有效避免了功率器件过载损坏风险。

在实验验证环节，研究团队搭建了1kW级样机系统，通过多维度偏移测试验证理论模型。测试结果表明，在选取特定参数组合（Lf1=15μH，K1=0.35，K2=0.28）时，系统在负载变化5倍且多方向偏移的复合工况下，仍能保持高效稳定运行。该成果为电动汽车无线充电系统的工程化应用提供了重要技术支撑，尤其在地下车库、路边充电等定位精度受限场景具有显著应用价值。

据介绍，该研究团队长期深耕无线电能传输领域，在复杂环境能量传输、电磁机构优化设计等方面形成系列创新成果。团队负责人刘旭副教授近年来主持国家自然科学基金项目3项，企业横向课题10余项，发表SCI论文30余篇，获国家发明专利授权10项。其研究成果已在煤矿设备、海洋装备等领域实现技术转化，构建了具有自主知识产权的技术体系。