随着智能矿山建设与新能源运输装备的发展，矿用无轨胶轮车对高效、安全的无线充电技术提出了更高要求。相比有线充电方式，大功率无线充电系统具有防护性强、自动对接、维护简便等优势。然而，该类系统在高功率工况下面临磁芯结构复杂、工作温升高、装配体积大与漏磁影响严重等关键问题，制约其工程化应用推广。本项目围绕DD型线圈拓扑结构，针对结构紧凑性、电磁耦合效率与热管理性能的协同优化问题，依托理论建模、数值仿真与样机验证，开展大功率无线充电装置的多物理场设计研究，旨在提升系统整体性能，满足矿用车辆绿色、安全、高效的充电需求。

本项目围绕矿用无轨胶轮车高功率无线充电系统在结构、电磁与热管理方面的协同优化需求，设定以下研究目标：建立磁芯结构参数与系统性能之间的映射关系，实现充电系统的结构轻量化与损耗快速仿真；构建温升快速评估方法，提升热响应预测效率；在效率与温升约束条件下，优化磁耦合机构的几何尺寸与整体布置，提升系统综合性能；设计具备漏磁屏蔽与能量回收功能的一体化结构方案，降低电磁干扰并提升能量利用率；完成样机的结构集成与电气性能测试，验证所提设计方案在磁–热–结构多物理场耦合条件下的工程可行性。项目目标总体指向30 kW条件下，满足低漏磁、高可靠性与集成应用需求的无线充电装置开发。

构建了基于GPR的多输出代理模型，实现磁芯结构损耗与质量的快速预测与优化，生成非支配解集并用于样机设计；基于热仿真数据建立了RBF插值模型，单参数组计算用时由5s降至0.0001s，六观测点稳态温度平均相对误差0.342%；设计完成双层屏蔽线圈结构，将0.5 m处漏磁强度控制在2 μT以内，并提出屏蔽能量回收方案，输出功率约4 W。项目最终完成样机搭建与关键电气参数测试，验证了所提结构的工程可行性与系统集成基础。