针对多负载模式下系统稳定性问题，本文重点分析了多负载系统中负载数量对系统稳定性的影响，得到了负载个数的边界条件；同时，针对多负载模式下大功率供电易引起线圈击穿的问题，提出了一种L型线圈结构和T型磁心结构，在保证功率传输的前提下，有效地降低了供电导轨的自感，确保了多负载系统的安全性。仿真和实验验证了理论分析的正确性。

由于环境污染和能源短缺，电动汽车越来越受到重视。随着电动汽车的不断普及，传统的接触式充电方式存在较多安全隐患和充电限制，车载电池的容量与成本问题也凸显出来，这些都制约着电动车的发展与推广。电动车充电机无线供电技术基于无线电能传输（wireless power transfer, WPT）技术以非接触方式完成电能的传递，可以为行驶状态的电动车进行实时能量供给，延长了续航里程。

电动车充电机无线供电技术的优越性使得相关技术的研发相当活跃。

有学者提出一种用于电动车无线充电的电磁耦合机构；
有学者对于充电机无线供电导轨的切换进行了研究；
有学者提出一种初级绕组并联的充电机无线供电方法，提升系统传输的功率和效率；
有学者提出了DD型和DDQ型线圈结构，增大了系统的充电区域；
有学者提出一种I型供电导轨，实现了电动车的充电机无线供电；
有学者提出一种线圈阵列耦合机构，实现了电动车的充电机无线供电。

为了实现电动车充电机无线供电，需要铺设较长距离的供电导轨。电动车充电机无线供电系统供电导轨运行时，会出现多辆车集中在一段导轨上取电的现象，即一个供电侧对应多个负载设备，此时存在多个拾取回路。在这种模式下，存在多个原副边能量传输通道，不同于传统一对一传输模式。

此外该模式下负载的变化以及投切的随机性，使得系统原边电路的阻抗参数发生动态变化，从而导致系统工作频率的漂移，进而大大降低传输的功率和效率。

针对上述问题，有学者提出了多负载系统实现最大传输效率、最大输出功率的条件；有学者基于惟一谐振点的条件，推导出了多负载系统的稳定条件；有学者提出采用型谐振网络、补偿电感、开关电容阵列来增加多负载系统的频率稳定性。同时，多负载供电模式下，系统功率容量增大，使得谐振电流较大，当供电导轨自感较大时，会导致线圈两端的谐振电压过高，易击穿线圈，从而引发安全事故。

以上研究多集中在多负载系统的输出功率、传输效率以及负载变化对频率稳定性的影响等方面，但未对多负载系统中负载个数对系统稳定性的影响以及多负载系统供电导轨安全性进行深入研究。因此，本文首先给出了多负载系统的等效电路模型；其次，分析了负载个数的边界条件，同时提出了一种适用于大功率的供电导轨结构；最后，通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。


图3  耦合机构结构图

总结
本文针对电动车充电机无线供电系统多负载工作模式下系统稳定性问题，重点研究了负载数量对系统稳定性的影响，得到了负载个数的边界条件；针对多负载模式中大功率供电引发的导轨击穿问题，提出一种L型线圈和T型磁心结构，在保证激发磁场强度的前提下有效地降低了导轨自感，保证了系统的安全性。仿真和实验结果证明了理论分析的正确性。本文研究结果对于电动车充电机无线供电系统的设计具有一定的参考价值。