由于環境污染和能源短缺，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，可以為行駛狀態的電動車進行實時能量供給，延長了續航里程。

電動車無線供電技術的優越性使得相關技術的研發相當活躍。

• 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的無線供電方法，提升系統傳輸的功率和效率；
• 有學者提出了DD型和DDQ型線圈結構，增大了系統的充電區域；
• 有學者提出一種I型供電導軌，實現了電動車的無線供電；
• 有學者提出一種線圈陣列耦合機構，實現了電動車的無線供電。

為了實現電動車無線供電，需要鋪設較長距離的供電導軌。電動車無線供電系統供電導軌運行時，會出現多輛車集中在一段導軌上取電的現象，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，使得系統原邊電路的阻抗參數發生動態變化，從而導致系統工作頻率的漂移，進而大大降低傳輸的功率和效率。

針對上述問題，有學者提出了多負載系統實現最大傳輸效率、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的穩定條件；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的頻率穩定性。同時，多負載供電模式下，系統功率容量增大，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，從而引發安全事故。

以上研究多集中在多負載系統的輸出功率、傳輸效率以及負載變化對頻率穩定性的影響等方面，但未對多負載系統中負載個數對系統穩定性的影響以及多負載系統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的等效電路模型；其次，分析了負載個數的邊界條件，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多負載工作模式下系統穩定性問題，重點研究了負載數量對系統穩定性的影響，得到了負載個數的邊界條件；針對多負載模式中大功率供電引發的導軌擊穿問題，提出一種L型線圈和T型磁心結構，在保證激發磁場強度的前提下有效地降低了導軌自感，保證了系統的安全性。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的設計具有一定的參考價值。