王红，荆凡胜 ，李颖

（1.临沂科技职业学院智能制造学院，山东 临沂 276000；2.南京理工大学自动化学院，江苏 南京 210094；3.天津工业大学电气与电子工程学院，天津 300387）

无线电能传输（wireless power transfer，WPT）技术作为一种新型的非接触式充电技术，它的出现极大地带动了人类生活和生产方式的重大变革，也使得电能的分配方式更加多样化、使用途径更加宽广[1-2]，为解决植入式医疗设备[3]、电动汽车[4]以及各类电子消费品[5]的能量供应问题提供了新的技术方案。自2006年美国麻省理工学院Marin Soljacic科研小组首次提出磁共振式无线输电理论[6]以来，磁耦合谐振式无线电能传输技术（magnetically-coupled resonant wireless power transfer，MCR-WPT）凭借着其传输距离较远、传输效率高、传输功率大等多种优势[7]一直被作为无线充电领域的研究热点。

为追求无线电能传输系统更佳的传输性能和更广的应用场景，多种优化理论和线圈拓扑结构相继被提出。张焱强等[8]提出一种基于负载阻抗匹配的最大传输效率追踪方案，用于解决充电中电池阻抗变化导致无线电能传输系统工作点偏移的问题。文献[9]从磁场分布和最佳功率传输的角度，设计了一种适合潜航器几何形状的截顶线圈耦合结构，并对基于该耦合结构的水下机器人无线充电系统进行效率分析。文献[10]根据航行器形状提出一种变形的圆柱线圈结构，用于研究水下自主航行器的磁耦合式无线充电系统，实验结果表明该系统在水下100 W的传输功率和72%的效率下能够较好地工作。尽管目前针对无线电能传输技术在不同的应用场景下，提出了各式各样的新型线圈结构，但如何在适应具体应用场合的同时又尽可能地进行线圈的最优设计，最大限度地提升系统的充电性能，是无线电能传输技术应用中不可忽视的问题。……