CN115828647A - 一种无线供电系统线圈模型确定方法、系统、设备和介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线供电系统线圈模型确定方法、系统、设备和介质，通过响应接收到的无线供电系统传输需求数据，基于无线供电系统传输需求数据，确定无线供电系统对应的目标线圈类型。基于目标线圈类型和无线供电系统传输需求数据，构建无线供电系统对应的中间线圈模型。计算中间线圈模型对应的传输效率和传输功率。并基于传输效率、传输功率和预设传输阈值，确定无线供电系统对应的目标线圈模型。基于无线供电系统对应的传输需求，选择合适的线圈类型，并结合线圈对应的传输效率和传输功率进行适应性调整，实现更好的轴向远距离传输，使得构建得到的无线供电系统传输性能好。
Description
技术领域
本发明涉及无线供电系统线圈模型确定技术领域，尤其涉及一种无线供电系统线圈模型确定方法、系统、设备和介质。
背景技术
随着经济社会不断发展，大容量、远距离电能传输是解决我国能源资源分布与电力需求空间上不匹配的有效途径。高压输电线路是连接各大区域电网的坚强骨架，对电网安全、高效、可靠运行意义重大。为了及时反馈高压输电线路的状态信息，预防灾难性事故的发生，在线监测设备被大量应用到了高压输电线路状态监测和故障诊断中。而在线监测设备的供电可靠性已成为制约在线监测技术发展的重要因素。
目前，在线监测设备的供电方式主要有太阳能供电、微波供电、电压互感式和蓄电池供电等，但在安全性、实用性、应用成本方面都存在可靠性不足、实施难度高等问题。
因此，为了解决上述缺陷，通过由共振线圈构成的无线供电系统给在线监测设备进行供电。共振线圈是无线电能传输系统的核心部分，其结构直接影响着电能传输的性能，但现有的无线供电系统线圈模型确定方法不能结合无线供电系统实际应用需求设置相应的线圈模型，导致构建得到的无线供电系统传输性能差。
发明内容
本发明提供了一种无线供电系统线圈模型确定方法、系统、设备和介质，解决了现有的无线供电系统线圈模型确定方法不能结合无线供电系统实际应用需求设置相应的线圈模型，导致构建得到的无线供电系统传输性能差的技术问题。
本发明提供的一种无线供电系统线圈模型确定方法，包括：
响应接收到的无线供电系统传输需求数据，基于所述无线供电系统传输需求数据，确定无线供电系统对应的目标线圈类型；
基于所述目标线圈类型和所述无线供电系统传输需求数据，构建所述无线供电系统对应的中间线圈模型；
计算所述中间线圈模型对应的传输效率和传输功率；
根据所述传输效率、所述传输功率和预设传输阈值，确定所述无线供电系统对应的目标线圈模型。
可选地，所述无线供电系统传输需求数据包括传输距离和传输环境数据阈值；所述基于所述无线供电系统传输需求数据，确定无线供电系统对应的目标线圈类型的步骤，包括：
基于所述传输距离，确定所述无线供电系统对应的初始线圈类型；
判断所述初始线圈类型对应的传输环境数据是否满足所述传输环境数据阈值；
若是，则将所述无线供电系统对应的初始线圈类型作为目标线圈类型；
若否，则将采用平面螺旋线圈和圆柱型空间螺旋线圈，构建多层平面螺旋线圈，并将所述多层平面螺旋线圈作为无线供电系统对应的目标线圈类型。
可选地，所述初始线圈类型包括第一螺旋线圈和第二螺旋线圈；所述基于所述传输距离，确定所述无线供电系统对应的初始线圈类型的步骤，包括：
判断所述传输距离是否小于预设距离阈值；
若是，则将所述无线供电系统对应的初始线圈类型设置为所述第一螺旋线圈；
若否，则将所述无线供电系统对应的初始线圈类型设置为所述第二螺旋线圈。
可选地，所述基于所述目标线圈类型和所述无线供电系统传输需求数据，构建所述无线供电系统对应的中间线圈模型的步骤，包括：
基于所述目标线圈类型和所述无线供电系统传输需求数据，构建所述无线供电系统对应的初始线圈模型；
分别计算所述初始线圈模型内各多匝线圈对应的线圈运行数据；
判断所述线圈运行数据是否满足预设的运行阈值；
若是，则将所述初始线圈模型作为所述无线供电系统对应的中间线圈模型；
若否，则按照预设调整距离调整所述多匝线圈对应的初始线圈匝间距，生成目标线圈匝间距；
采用所述目标线圈匝间距更新所述初始线圈模型，并跳转执行所述分别计算所述初始线圈模型内各多匝线圈对应的线圈运行数据的步骤，直至所述线圈运行数据满足所述预设的运行阈值。
可选地，所述分别计算所述初始线圈模型内各多匝线圈对应的线圈运行数据的步骤，包括：
分别计算所述初始线圈模型内各多匝线圈对应的等效电感；
分别计算所述初始线圈模型内各多匝线圈对应的线路阻抗；
分别计算所述初始线圈模型内各多匝线圈对应的辐射电阻；
采用所述等效电感、所述线路阻抗和所述辐射电阻，分别构建所述初始线圈模型内各多匝线圈对应的线圈运行数据。
可选地，所述中间线圈模型为三线圈模型；所述计算所述中间线圈模型对应的传输效率和传输功率的步骤，包括：
采用预设的传输效率计算公式计算所述三线圈模型中接收线圈对应的线圈传输效率；
所述预设的传输效率计算公式为：
其中，
为接收线圈对应的线圈传输效率；
为三线圈模型中发射线圈对应的第一品质因数；
为三线圈模型中中继线圈对应的第二品质因数；
为三线圈模型中接收线圈对应的第三品质因数；
为负载品质因数；
为发射线圈和中继线圈之间的电感耦合系数；
为中继线圈和接收线圈之间的电感耦合系数；
采用预设的传输功率计算公式计算所述三线圈模型中接收线圈对应的线圈传输功率；
所述预设的传输功率计算公式为：
其中，
为三线圈模型中接收线圈对应的线圈传输功率；
为三线圈模型对应的电源电压；
为三线圈模型中发射线圈对应的第一电阻；
为三线圈模型中发射线圈对应的第一品质因数；
为三线圈模型中中继线圈对应的第二品质因数；
为三线圈模型中接收线圈对应的第三品质因数；
为负载品质因数；
为发射线圈和中继线圈之间的电感耦合系数；
为中继线圈和接收线圈之间的电感耦合系数；
将所述线圈传输效率和所述线圈传输功率分别作为所述中间线圈模型对应的传输效率和传输功率。
可选地，所述根据所述传输效率、所述传输功率和预设传输阈值，确定所述无线供电系统对应的目标线圈模型的步骤，包括：
分别判断所述传输效率和所述传输功率是否满足对应的预设传输阈值；
若都满足，则将所述中间线圈模型作为所述无线供电系统对应的目标线圈模型；
若存在任一不满足，则跳转执行所述基于所述目标线圈类型和所述无线供电系统传输需求数据，构建所述无线供电系统对应的中间线圈模型的步骤，直至所述传输效率和所述传输功率都满足对应的预设传输阈值。
本发明还提供了一种无线供电系统线圈模型确定系统，包括：
目标线圈类型确定模块，用于响应接收到的无线供电系统传输需求数据，基于所述无线供电系统传输需求数据，确定无线供电系统对应的目标线圈类型；
中间线圈模型构建模块，用于基于所述目标线圈类型和所述无线供电系统传输需求数据，构建所述无线供电系统对应的中间线圈模型；
传输效率和传输功率计算模块，用于计算所述中间线圈模型对应的传输效率和传输功率；
目标线圈模型确定模块，用于根据所述传输效率、所述传输功率和预设传输阈值，确定所述无线供电系统对应的目标线圈模型。
本发明还提供了一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行实现如上述任一项无线供电系统线圈模型确定方法的步骤。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如上述任一项无线供电系统线圈模型确定方法。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明通过响应接收到的无线供电系统传输需求数据，基于无线供电系统传输需求数据，确定无线供电系统对应的目标线圈类型。基于目标线圈类型和无线供电系统传输需求数据，构建无线供电系统对应的中间线圈模型。计算中间线圈模型对应的传输效率和传输功率。并基于传输效率、传输功率和预设传输阈值，确定无线供电系统对应的目标线圈模型。解决了现有的无线供电系统线圈模型确定方法不能结合无线供电系统实际应用需求设置相应的线圈模型，导致构建得到的无线供电系统传输性能差的技术问题。基于无线供电系统对应的传输需求，选择合适的线圈类型，并结合线圈对应的传输效率和传输功率进行适应性调整，实现更好的轴向远距离传输，使得构建得到的无线供电系统传输性能好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例一提供的一种无线供电系统线圈模型确定方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例二提供的一种无线供电系统线圈模型确定方法的步骤流程图；
图3为本发明实施例二提供的三线圈模型的电路拓扑图；
图4为本发明实施例三提供的一种无线供电系统线圈模型确定系统的结构框图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种无线供电系统线圈模型确定方法、系统、设备和介质，用于解决现有的无线供电系统线圈模型确定方法不能结合无线供电系统实际应用需求设置相应的线圈模型，导致构建得到的无线供电系统传输性能差的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1，图1为本发明实施例一提供的一种无线供电系统线圈模型确定方法的步骤流程图。
本发明实施例一提供的一种无线供电系统线圈模型确定方法，包括：
步骤101、响应接收到的无线供电系统传输需求数据，基于无线供电系统传输需求数据，确定无线供电系统对应的目标线圈类型。
无线供电系统传输需求数据包括无线供电系统需要满足的传输距离和无线供电系统实际应用时对应的传输环境数据阈值。
在本发明实施例中，无线供电系统传输需求数据包括传输距离和传输环境数据阈值。当接收到的无线供电系统传输需求数据时，基于传输距离，确定无线供电系统对应的初始线圈类型。判断传输环境数据是否满足预设环境阈值，若是，则将无线供电系统对应的初始线圈类型作为目标线圈类型。若否，则将采用平面螺旋线圈和圆柱型空间螺旋型线圈，构建多层平面螺旋线圈，并将多层平面螺旋线圈作为无线供电系统对应的目标线圈类型。
步骤102、基于目标线圈类型和无线供电系统传输需求数据，构建无线供电系统对应的中间线圈模型。
在本发明实施例中，基于目标线圈类型和无线供电系统传输需求数据，构建无线供电系统对应的初始线圈模型。分别计算初始线圈模型内各多匝线圈对应的线圈运行数据，判断线圈运行数据是否满足预设的运行阈值。若是，则将初始线圈模型作为无线供电系统对应的中间线圈模型。若否，则按照预设调整距离调整多匝线圈对应的初始线圈匝间距，生成目标线圈匝间距，采用目标线圈匝间距更新初始线圈模型，并跳转执行分别计算初始线圈模型内各多匝线圈对应的线圈运行数据的步骤，直至线圈运行数据满足预设的运行阈值。
步骤103、计算中间线圈模型对应的传输效率和传输功率。
在本发明实施例中，中间线圈模型为三线圈模型，采用预设的传输效率计算公式计算三线圈模型中接收线圈对应的线圈传输效率。采用预设的传输功率计算公式计算三线圈模型中接收线圈对应的线圈传输功率。将线圈传输效率和线圈传输功率分别作为中间线圈模型对应的传输效率和传输功率。
步骤104、根据传输效率、传输功率和预设传输阈值，确定无线供电系统对应的目标线圈模型。
在本发明实施例中，分别判断传输效率和传输功率是否满足对应的预设传输阈值。若都满足，则将中间线圈模型作为无线供电系统对应的目标线圈模型。若存在任一不满足，则跳转执行基于目标线圈类型和无线供电系统传输需求数据，构建无线供电系统对应的中间线圈模型的步骤，直至传输效率和传输功率都满足对应的预设传输阈值。
在本发明实施例中，通过响应接收到的无线供电系统传输需求数据，基于无线供电系统传输需求数据，确定无线供电系统对应的目标线圈类型。基于目标线圈类型和无线供电系统传输需求数据，构建无线供电系统对应的中间线圈模型。计算中间线圈模型对应的传输效率和传输功率。并基于传输效率、传输功率和预设传输阈值，确定无线供电系统对应的目标线圈模型。解决了现有的无线供电系统线圈模型确定方法不能结合无线供电系统实际应用需求设置相应的线圈模型，导致构建得到的无线供电系统传输性能差的技术问题。基于无线供电系统对应的传输需求，选择合适的线圈类型，并结合线圈对应的传输效率和传输功率进行适应性调整，实现更好的轴向远距离传输，使得构建得到的无线供电系统传输性能好。
实施例二
请参阅图2，图2为本发明实施例二提供的一种无线供电系统线圈模型确定方法的步骤流程图。
本发明实施例二提供的另一种无线供电系统线圈模型确定方法，包括：
步骤201、响应接收到的无线供电系统传输需求数据，基于无线供电系统传输需求数据，确定无线供电系统对应的目标线圈类型。
进一步地，无线供电系统传输需求数据包括传输距离和传输环境数据阈值，步骤201可以包括以下子步骤S11-S14：
S11、基于传输距离，确定无线供电系统对应的初始线圈类型。
S12、判断初始线圈类型对应的传输环境数据是否满足传输环境数据阈值。
S13、若是，则将无线供电系统对应的初始线圈类型作为目标线圈类型。
S14、若否，则将采用平面螺旋线圈和圆柱型空间螺旋型线圈，构建多层平面螺旋线圈，并将多层平面螺旋线圈作为无线供电系统对应的目标线圈类型。
在本发明实施例中，通过无线供电系统运行时需要达到的传输距离，确定无线供电系统对应的初始线圈类型。通过判断初始线圈类型对应的传输环境数据是否满足传输环境数据阈值。当初始线圈类型对应的传输环境数据满足传输环境数据阈值时，将无线供电系统对应的初始线圈类型作为目标线圈类型。当初始线圈类型对应的传输环境数据不满足传输环境数据阈值时，将采用平面螺旋线圈和圆柱型空间螺旋型线圈，构建多层平面螺旋线圈，并将多层平面螺旋线圈作为无线供电系统对应的目标线圈类型。由于圆柱型空间螺旋线圈相对于平面线圈，其结构特点为多匝线圈在垂直空间内平行分布，垂直高度为线圈直径与匝间距的和，因此线圈所占的垂直空间较大，线圈中空，占用空间小，封装方便，受外界影响较小。但由于复合绝缘子伞裙厚度有限，圆柱型空间螺旋线圈不利于嵌入绝缘子伞裙内部，若采用空心圆柱形单层线圈，则对圆柱线圈高度有较大限制，影响传输效果。采用平面螺旋线圈和圆柱型空间螺旋型线圈，构建多层平面螺旋线圈，以同时发挥圆柱型线圈与平面型螺旋形线圈的优势，实现更好地轴向传输。
进一步地，初始线圈类型包括第一螺旋线圈和第二螺旋线圈，步骤S11可以包括以下子步骤S111-S113：
S111、判断传输距离是否小于预设距离阈值。
S112、若是，则将无线供电系统对应的初始线圈类型设置为第一螺旋线圈。
S113、若否，则将无线供电系统对应的初始线圈类型设置为第二螺旋线圈。
在本发明实施例中，第一螺旋线圈为平面螺旋线圈。第二螺旋线圈为圆柱型空间螺旋线圈。目前对共振磁共振无线输电无线传能系统的研究中，用到的线圈模型通常有两种：平面螺旋型和圆柱型空间螺旋型。当传输距离较短时，可以采用平面螺旋线圈作为传输线圈，不仅可以获得较大的磁场，而且可以减小空间。当传输距离较长时，圆柱型空间螺旋线圈模型相对于平面螺旋线圈模型有利于增强线圈轴向上的磁场强度，更适合远距离的无线电能传输。
步骤202、基于目标线圈类型和无线供电系统传输需求数据，构建无线供电系统对应的中间线圈模型。
进一步地，无线供电系统传输需求数据包括传输距离和传输环境数据阈值，步骤202可以包括以下子步骤S21-S26：
S21、基于目标线圈类型和无线供电系统传输需求数据，构建无线供电系统对应的初始线圈模型。
S22、分别计算初始线圈模型内各多匝线圈对应的线圈运行数据。
S23、判断线圈运行数据是否满足预设的运行阈值。
S24、若是，则将初始线圈模型作为无线供电系统对应的中间线圈模型。
S25、若否，则按照预设调整距离调整多匝线圈对应的初始线圈匝间距，生成目标线圈匝间距。
S26、采用目标线圈匝间距更新初始线圈模型，并跳转执行分别计算初始线圈模型内各多匝线圈对应的线圈运行数据的步骤，直至线圈运行数据满足预设的运行阈值。
在本发明实施例中，预设的运行阈值是指构建得到的线圈模型对应的线圈运行数据应当满足的临界值。预设调整距离是指基于实际需要设定的每次调整线圈匝间距对应的移动距离。多匝线圈是指三线圈模型中的发射线圈、中继线圈和接收线圈。按照目标线圈类型和无线供电系统传输需求数据，初步构建无线供电系统对应的初始线圈模型。接着分别计算初始线圈模型内各多匝线圈对应的线圈运行数据，当线圈运行数据满足预设的运行阈值时，将初始线圈模型作为无线供电系统对应的中间线圈模型。当线圈运行数据不满足预设的运行阈值时，按照预设调整距离调整多匝线圈对应的初始线圈匝间距，生成目标线圈匝间距。由于改变线圈形状（如方形、螺旋形等）、匝数、线圈材质以及线径即可改变线圈等效电路中的各参数，从而改变线圈运行数据。其中线圈运行数据主要受到邻近效应的影响，而改变线圈匝间距是减小邻近效应的有效方法。因此按照预设调整距离调整多匝线圈对应的初始线圈匝间距，生成目标线圈匝间距。然后采用目标线圈匝间距更新初始线圈模型，并跳转执行分别计算初始线圈模型内各多匝线圈对应的线圈运行数据的步骤，直至线圈运行数据满足预设的运行阈值。
进一步地，步骤S22可以包括以下子步骤S221-S224：
S221、分别计算初始线圈模型内各多匝线圈对应的等效电感。
S222、分别计算初始线圈模型内各多匝线圈对应的线路阻抗。
S223、分别计算初始线圈模型内各多匝线圈对应的辐射电阻。
S224、采用等效电感、线路阻抗和辐射电阻，分别构建初始线圈模型内各多匝线圈对应的线圈运行数据。
在本发明实施例中，采用等效电感公式分别计算初始线圈模型内各多匝线圈对应的等效电感，等效电感公式为：
其中，L为等效电感；
为真空磁导率；N为线圈匝数；r为线圈半径；a为线圈中铜线线径。
采用线路阻抗公式分别计算初始线圈模型内各多匝线圈对应的线路阻抗，线路阻抗公式为：
其中，
为线路阻抗；
为真空磁导率；
为交流电的角频率；
为电导率；l为线圈长度；N为线圈匝数；r为线圈半径。
采用辐射电阻公式分别计算初始线圈模型内各多匝线圈对应的辐射电阻，辐射电阻公式为：
其中，
为辐射电阻；N为线圈匝数；r为线圈半径；λ为电磁波波长。
最后，采用等效电感、线路阻抗和辐射电阻，分别构建初始线圈模型内各多匝线圈对应的线圈运行数据。
步骤203、计算中间线圈模型对应的传输效率和传输功率。
进一步地，中间线圈模型为三线圈模型，步骤203可以包括以下子步骤S31-S33：
S31、采用预设的传输效率计算公式计算三线圈模型中接收线圈对应的线圈传输效率；
预设的传输效率计算公式为：
其中，
为接收线圈对应的线圈传输效率；
为三线圈模型中发射线圈对应的第一品质因数；
为三线圈模型中中继线圈对应的第二品质因数；
为三线圈模型中接收线圈对应的第三品质因数；
为负载品质因数；
为发射线圈和中继线圈之间的电感耦合系数；
为中继线圈和接收线圈之间的电感耦合系数。
S32、采用预设的传输功率计算公式计算三线圈模型中接收线圈对应的线圈传输功率；
预设的传输功率计算公式为：
其中，
为三线圈模型中接收线圈对应的线圈传输功率；
为三线圈模型对应的电源电压；
为三线圈模型中发射线圈对应的第一电阻；
为三线圈模型中发射线圈对应的第一品质因数；
为三线圈模型中中继线圈对应的第二品质因数；
为三线圈模型中接收线圈对应的第三品质因数；
为负载品质因数；
为发射线圈和中继线圈之间的电感耦合系数；
为中继线圈和接收线圈之间的电感耦合系数。
S33、将线圈传输效率和线圈传输功率分别作为中间线圈模型对应的传输效率和传输功率。
在本发明实施例中，构建得到的中间线圈模型对应的基本电路拓扑图如图3所示，包括发射线圈、中继线圈和接收线圈。发射线圈包括电源
、电源电压
、电源电阻
、发射线圈补偿电容
、发射线圈自感
和发射线圈内阻
。中继线圈包括中继线圈补偿电容
、中继线圈自感
和中继线圈内阻
。接收线圈包括接收线圈补偿电容
、接收线圈自感
、接收线圈内阻
和负载电阻
。三线圈模型还包括发射线圈和中继线圈之间的第一互感
以及中继线圈与接收线圈之间的第二互感
。将中间线圈模型对应的数据代入预设的传输效率计算公式进行计算，得到三线圈模型中接收线圈对应的线圈传输效率。将中间线圈模型对应的数据代入预设的传输功率计算公式进行计算，得到三线圈模型中接收线圈对应的线圈传输功率。最后，将线圈传输效率和线圈传输功率分别作为中间线圈模型对应的传输效率和传输功率，进行下一步验证。
步骤204、分别判断传输效率和传输功率是否满足对应的预设传输阈值。
在本发明实施例中，预设传输阈值包括传输效率阈值和传输功率阈值，传输效率阈值是指基于实际需要设置的线圈模型对应的传输效率应当满足的临界值。传输功率阈值是指基于实际需要设置的线圈模型对应的传输功率应当满足的临界值。将传输效率和传输功率分别与传输效率阈值和传输功率阈值进行比较。
步骤205、若都满足，则将中间线圈模型作为无线供电系统对应的目标线圈模型。
在本发明实施例中，传输效率和传输功率分别大于对应的传输效率阈值和传输功率阈值，则将中间线圈模型作为无线供电系统对应的目标线圈模型。
步骤206、若存在任一不满足，则跳转执行基于目标线圈类型和无线供电系统传输需求数据，构建无线供电系统对应的中间线圈模型的步骤，直至传输效率和传输功率都满足对应的预设传输阈值。
在本发明实施例中，传输效率和传输功率中有一个小于对应的传输阈值，则跳转执行基于目标线圈类型和无线供电系统传输需求数据，构建无线供电系统对应的中间线圈模型的步骤，直至传输效率和传输功率都满足对应的预设传输阈值。
在本发明实施例中，通过响应接收到的无线供电系统传输需求数据，基于无线供电系统传输需求数据，确定无线供电系统对应的目标线圈类型。然后基于目标线圈类型和无线供电系统传输需求数据，构建无线供电系统对应的中间线圈模型。通过计算中间线圈模型对应的传输效率和传输功率，并分别判断传输效率和传输功率是否满足对应的预设传输阈值。若都满足，则将中间线圈模型作为无线供电系统对应的目标线圈模型。若存在任一不满足，则跳转执行基于目标线圈类型和无线供电系统传输需求数据，构建无线供电系统对应的中间线圈模型的步骤，直至传输效率和传输功率都满足对应的预设传输阈值。通过无线供电系统传输需求数据，确定无线供电系统对应的中间线圈模型，并结合预设传输阈值，使得目标线圈模型构建得到的无线供电系统符合实际需要，传输性能好。
实施例三
请参阅图4，图4为本发明实施例三提供的一种无线供电系统线圈模型确定系统的结构框图。
本发明实施例三提供一种无线供电系统线圈模型确定系统，包括：
目标线圈类型确定模块401，用于响应接收到的无线供电系统传输需求数据，基于无线供电系统传输需求数据，确定无线供电系统对应的目标线圈类型；
中间线圈模型构建模块402，用于基于目标线圈类型和无线供电系统传输需求数据，构建无线供电系统对应的中间线圈模型；
传输效率和传输功率计算模块403，用于计算中间线圈模型对应的传输效率和传输功率；
目标线圈模型确定模块404，用于根据传输效率、传输功率和预设传输阈值，确定无线供电系统对应的目标线圈模型。
可选地，无线供电系统传输需求数据包括传输距离和传输环境数据阈值，目标线圈类型确定模块401包括：
初始线圈类型确定模块，用于基于传输距离，确定无线供电系统对应的初始线圈类型。
传输环境数据判断模块，用于判断初始线圈类型对应的传输环境数据是否满足传输环境数据阈值。
目标线圈类型确定第一子模块，用于若是，则将无线供电系统对应的初始线圈类型作为目标线圈类型。
目标线圈类型确定第二子模块，用于若否，则将采用平面螺旋线圈和圆柱型空间螺旋线圈，构建多层平面螺旋线圈，并将多层平面螺旋线圈作为无线供电系统对应的目标线圈类型。
可选地，初始线圈类型包括第一螺旋线圈和第二螺旋线圈，初始线圈类型确定模块可以执行以下步骤：
判断传输距离是否小于预设距离阈值；
若是，则将无线供电系统对应的初始线圈类型设置为第一螺旋线圈；
若否，则将无线供电系统对应的初始线圈类型设置为第二螺旋线圈。
可选地，中间线圈模型构建模块402包括：
初始线圈模型构建模块，用于基于目标线圈类型和无线供电系统传输需求数据，构建无线供电系统对应的初始线圈模型。
线圈运行数据计算模块，用于分别计算初始线圈模型内各多匝线圈对应的线圈运行数据。
线圈运行数据判断模块，用于判断线圈运行数据是否满足预设的运行阈值。
中间线圈模型构建第一子模块，用于若是，则将初始线圈模型作为无线供电系统对应的中间线圈模型。
目标线圈匝间距生成模块，用于若否，则按照预设调整距离调整多匝线圈对应的初始线圈匝间距，生成目标线圈匝间距。
中间线圈模型构建第二子模块，用于采用目标线圈匝间距更新初始线圈模型，并跳转执行分别计算初始线圈模型内各多匝线圈对应的线圈运行数据的步骤，直至线圈运行数据满足预设的运行阈值。
可选地，线圈运行数据计算模块可以执行以下步骤：
分别计算初始线圈模型内各多匝线圈对应的等效电感；
分别计算初始线圈模型内各多匝线圈对应的线路阻抗；
分别计算初始线圈模型内各多匝线圈对应的辐射电阻；
采用等效电感、线路阻抗和辐射电阻，分别构建初始线圈模型内各多匝线圈对应的线圈运行数据。
可选地，中间线圈模型为三线圈模型，传输效率和传输功率计算模块403包括：
线圈传输效率计算模块，用于采用预设的传输效率计算公式计算三线圈模型中接收线圈对应的线圈传输效率；
预设的传输效率计算公式为：
其中，
为接收线圈对应的线圈传输效率；
为三线圈模型中发射线圈对应的第一品质因数；
为三线圈模型中中继线圈对应的第二品质因数；
为三线圈模型中接收线圈对应的第三品质因数；
为负载品质因数；
为发射线圈和中继线圈之间的电感耦合系数；
为中继线圈和接收线圈之间的电感耦合系数。
线圈传输功率计算模块，用于采用预设的传输功率计算公式计算三线圈模型中接收线圈对应的线圈传输功率；
预设的传输功率计算公式为：
其中，
为三线圈模型中接收线圈对应的线圈传输功率；
为三线圈模型对应的电源电压；
为三线圈模型中发射线圈对应的第一电阻；
为三线圈模型中发射线圈对应的第一品质因数；
为三线圈模型中中继线圈对应的第二品质因数；
为三线圈模型中接收线圈对应的第三品质因数；
为负载品质因数；
为发射线圈和中继线圈之间的电感耦合系数；
为中继线圈和接收线圈之间的电感耦合系数。
传输效率和传输功率计算子模块，用于将线圈传输效率和线圈传输功率分别作为中间线圈模型对应的传输效率和传输功率。
可选地，目标线圈模型确定模块404包括：
传输效率和传输功率判断模块，用于分别判断传输效率和传输功率是否满足对应的预设传输阈值。
目标线圈模型确定第一子模块，用于若都满足，则将中间线圈模型作为无线供电系统对应的目标线圈模型。
目标线圈模型确定第二子模块，用于若存在任一不满足，则跳转执行基于目标线圈类型和无线供电系统传输需求数据，构建无线供电系统对应的中间线圈模型的步骤，直至传输效率和传输功率都满足对应的预设传输阈值。
本发明实施例还提供了一种电子设备，电子设备包括：存储器及处理器，存储器中储存有计算机程序；计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行如上述任一实施例的无线供电系统线圈模型确定方法。
存储器可以是诸如闪存、EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）、EPROM、硬盘或者ROM之类的电子存储器。存储器具有用于执行上述方法中的任何方法步骤的程序代码的存储空间。例如，用于程序代码的存储空间可以包括分别用于实现上面的方法中的各种步骤的各个程序代码。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。这些计算机程序产品包括诸如硬盘，紧致盘（CD）、存储卡或者软盘之类的程序代码载体。程序代码可以例如以适当形式进行压缩。这些代码当由计算处理设备运行时，导致该计算处理设备执行上面所描述的无线供电系统线圈模型确定方法中的各个步骤。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一实施例的无线供电系统线圈模型确定方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种无线供电系统线圈模型确定方法，其特征在于，包括：
响应接收到的无线供电系统传输需求数据，基于所述无线供电系统传输需求数据，确定无线供电系统对应的目标线圈类型；
基于所述目标线圈类型和所述无线供电系统传输需求数据，构建所述无线供电系统对应的中间线圈模型；
计算所述中间线圈模型对应的传输效率和传输功率；
根据所述传输效率、所述传输功率和预设传输阈值，确定所述无线供电系统对应的目标线圈模型。
2.根据权利要求1所述的无线供电系统线圈模型确定方法，其特征在于，所述无线供电系统传输需求数据包括传输距离和传输环境数据阈值；所述基于所述无线供电系统传输需求数据，确定无线供电系统对应的目标线圈类型的步骤，包括：
基于所述传输距离，确定所述无线供电系统对应的初始线圈类型；
判断所述初始线圈类型对应的传输环境数据是否满足所述传输环境数据阈值；
若是，则将所述无线供电系统对应的初始线圈类型作为目标线圈类型；
若否，则将采用平面螺旋线圈和圆柱型空间螺旋线圈，构建多层平面螺旋线圈，并将所述多层平面螺旋线圈作为无线供电系统对应的目标线圈类型。
3.根据权利要求2所述的无线供电系统线圈模型确定方法，其特征在于，所述初始线圈类型包括第一螺旋线圈和第二螺旋线圈；所述基于所述传输距离，确定所述无线供电系统对应的初始线圈类型的步骤，包括：
判断所述传输距离是否小于预设距离阈值；
若是，则将所述无线供电系统对应的初始线圈类型设置为所述第一螺旋线圈；
若否，则将所述无线供电系统对应的初始线圈类型设置为所述第二螺旋线圈。
4.根据权利要求1所述的无线供电系统线圈模型确定方法，其特征在于，所述基于所述目标线圈类型和所述无线供电系统传输需求数据，构建所述无线供电系统对应的中间线圈模型的步骤，包括：
基于所述目标线圈类型和所述无线供电系统传输需求数据，构建所述无线供电系统对应的初始线圈模型；
分别计算所述初始线圈模型内各多匝线圈对应的线圈运行数据；
判断所述线圈运行数据是否满足预设的运行阈值；
若是，则将所述初始线圈模型作为所述无线供电系统对应的中间线圈模型；
若否，则按照预设调整距离调整所述多匝线圈对应的初始线圈匝间距，生成目标线圈匝间距；
采用所述目标线圈匝间距更新所述初始线圈模型，并跳转执行所述分别计算所述初始线圈模型内各多匝线圈对应的线圈运行数据的步骤，直至所述线圈运行数据满足所述预设的运行阈值。
5.根据权利要求4所述的无线供电系统线圈模型确定方法，其特征在于，所述分别计算所述初始线圈模型内各多匝线圈对应的线圈运行数据的步骤，包括：
分别计算所述初始线圈模型内各多匝线圈对应的等效电感；
分别计算所述初始线圈模型内各多匝线圈对应的线路阻抗；
分别计算所述初始线圈模型内各多匝线圈对应的辐射电阻；
采用所述等效电感、所述线路阻抗和所述辐射电阻，分别构建所述初始线圈模型内各多匝线圈对应的线圈运行数据。
6.根据权利要求1所述的无线供电系统线圈模型确定方法，其特征在于，所述中间线圈模型为三线圈模型；所述计算所述中间线圈模型对应的传输效率和传输功率的步骤，包括：
采用预设的传输效率计算公式计算所述三线圈模型中接收线圈对应的线圈传输效率；
所述预设的传输效率计算公式为：
其中，
为接收线圈对应的线圈传输效率；
为三线圈模型中发射线圈对应的第一品质因数；
为三线圈模型中中继线圈对应的第二品质因数；
为三线圈模型中接收线圈对应的第三品质因数；
为负载品质因数；
为发射线圈和中继线圈之间的电感耦合系数；
为中继线圈和接收线圈之间的电感耦合系数；
采用预设的传输功率计算公式计算所述三线圈模型中接收线圈对应的线圈传输功率；
所述预设的传输功率计算公式为：
其中，
为三线圈模型中接收线圈对应的线圈传输功率；
为三线圈模型对应的电源电压；
为三线圈模型中发射线圈对应的第一电阻；
为三线圈模型中发射线圈对应的第一品质因数；
为三线圈模型中中继线圈对应的第二品质因数；
为三线圈模型中接收线圈对应的第三品质因数；
为负载品质因数；
为发射线圈和中继线圈之间的电感耦合系数；
为中继线圈和接收线圈之间的电感耦合系数；
将所述线圈传输效率和所述线圈传输功率分别作为所述中间线圈模型对应的传输效率和传输功率。
7.根据权利要求1所述的无线供电系统线圈模型确定方法，其特征在于，所述根据所述传输效率、所述传输功率和预设传输阈值，确定所述无线供电系统对应的目标线圈模型的步骤，包括：
分别判断所述传输效率和所述传输功率是否满足对应的预设传输阈值；
若都满足，则将所述中间线圈模型作为所述无线供电系统对应的目标线圈模型；
若存在任一不满足，则跳转执行所述基于所述目标线圈类型和所述无线供电系统传输需求数据，构建所述无线供电系统对应的中间线圈模型的步骤，直至所述传输效率和所述传输功率都满足对应的预设传输阈值。
8.一种无线供电系统线圈模型确定系统，其特征在于，包括：
目标线圈类型确定模块，用于响应接收到的无线供电系统传输需求数据，基于所述无线供电系统传输需求数据，确定无线供电系统对应的目标线圈类型；
中间线圈模型构建模块，用于基于所述目标线圈类型和所述无线供电系统传输需求数据，构建所述无线供电系统对应的中间线圈模型；
传输效率和传输功率计算模块，用于计算所述中间线圈模型对应的传输效率和传输功率；
目标线圈模型确定模块，用于根据所述传输效率、所述传输功率和预设传输阈值，确定所述无线供电系统对应的目标线圈模型。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-7任一项所述的无线供电系统线圈模型确定方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现如权利要求1-7任一项所述的无线供电系统线圈模型确定方法。
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