近日，中国矿业大学电气工程学院刘旭副教授及其所培养的硕士研究生二年级学生金大亮，共同在电气工程领域国际知名期刊IEEE Transactions on Power Electronics(中国科学院一区TOP，影响因子：6.7)上对其近期研究成果进行了在线发表，Research on Mutual Inductance Identification and Efficiency Optimization of the Three-Coil Wireless Power Transfer Systems with Switchable Relay Coil (DOI: 10.1109/TPEL.2024.3363138)。

该研究针对采用中继线圈无线电能传输系统参数辨识和效率优化方面展开了深入研究，提出了利用可切换中继线圈的三线圈无线电能传输系统多参数辨识的有效方法，并实现了系统根据当前工况自主实现在两线圈和三线圈供电模式下的切换，显著提升了系统的传能效率。

图1 含有中继线圈的无线电能传输系统实验装置

图2 带有可切换中继线圈的三线圈WPT系统

研究首先构建了考虑交叉耦合效应影响下三线圈无线电能传输系统的精确分析模型，发现由于交叉耦合互感的影响，系统传输能效会根据线圈位置的变化而变化，因此，为追踪系统实时工作状态以保证系统安全运行，提出了一种实时调整中继线圈切入切出的策略，通过对中继线圈切入切出前后的无线电能传输系统输入阻抗与线圈间互感的关系分析，得到了线圈间耦合互感的精确识别方法，以进一步提升三线圈无线电能传输系统工作的安全性稳定性。

图3 线圈间互感耦合识别精度

研究其次进行了中继线圈切入切出前后的无线电能传输系统线圈间传输效率分析，对比分析了中继线圈切入前后线圈间能量传输效率的关系，得到了线圈效率的全局优化策略。实验结果显示，各线圈间互感识别精度均可达95%以上，线圈系统效率提升最高可达5.83%。

图4 中继线圈切入切出前后的线圈传输效率

刘旭，男，博士（后），副教授，硕士生导师，民盟盟员，电工理论与新技术系副主任，无线电能传输与电工理论新技术研究所副所长。专业方向：电气工程-电力电子技术/电工理论新技术，主要研究方向：磁耦合谐振式无线电能传输技术、复杂环境下无线电能传输技术应用、电动汽车无线充电系统、先进电力电子变换器等。（个人主页：http://faculty.cumt.edu.cn/liuxu/zh_CN/index.htm）