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| 本文作者： 思佳 | 2017-06-22 17:07 |
在电动汽车日渐成为不可逆转的趋势时，充电问题几乎成了这一产业的最大障碍。之前，已经有多家企业和研发团队对电动汽车充电问题进行攻克，其中一个方案是“无线充电”技术。
雷锋网新智驾消息，日前，斯坦福大学的研究人员发表观点称，无线充电技术的进步，是促进电动汽车普及的重要推动力。同时，这类技术还能够帮助移动设备、医疗移植器官和工业机器人等实现无线充电，使用场景十分广阔。他们的团队也带来了最新的研究成果。
据雷锋网新智驾了解，无线充电的基本原理是利用磁感应技术进行远程充电，目前已知的应用场景包括：电动牙刷充电、工具充电、清洁机器人充电，以及医疗领域中已被移植的器官充电等。感应式充电至少要依赖两个线圈的相关感应，其中一个在电量变送器中，另一个在电量接收器中。当电量变送器中的线圈被通电激活后，其会产生一个电磁场，并转换能量传输给接收线圈。
*无线充电演示
2007年，MIT研究人员曾演示了无线充电技术在2米以外为灯泡供电，这一成果大大提高了电动汽车在道路上实现远程充电的可能性，具体做法是将充电线圈埋在道路中，在电动车经过时完成充电。“理论上来说，这种方法能够让电动汽车永久地行驶下去，而无需找到充电桩进行充电”，斯坦福大学电气工程师Shanhui Fan如是说，他也是无线充电成果论文的作者之一。
不过，要想高效地实现电力输送，还不止理论上那么简单。研究人员必须对电量变送器和电量接收器的相对位置和方向进行精确匹配，以达到最优的传输效果。所以，这种方法也需要电量变送器和接收器的位置保持不变，或者“需要持续调整电路的参数，以能够使道路下的电量变送器能够对移动的车辆高效输送电能，这将为系统带来非常大的复杂度。”Fan说道。
*通常的无线充电只会在特定距离下保持优质效果，而斯坦福大学的新成果可以保证在一段距离下电量仍高效传输
现在，Fan和他的同事正在研发一种新技术，能够通过简单的电路，实现电量的远程、持续和高效传输。科学家们近日将这个成果发表在了《自然》杂志上。
通常来说，无线充电技术是使用无线电波来激活电量变送器线圈。而Fan和他的同事，则将无线电波发射器换成了普通的用于通讯、广播或电视等装置的通用放大器。
在线圈属性一致的前提下，系统会自动调节传输频率，使从电量变送器到电量接收器的能量转换效率最大化，不论考虑两组线圈的距离如何，据研究人员介绍，这是由于量子理论中的宇称-时间对称(Parity-Time-symmetry)理论决定的。这种方法，消除了在无线充电双方相对位置不停变化时，系统对复杂调谐电路的需求。
在实验中，这种新技术能够成功点亮接收线圈端的LED灯泡，而随着接收器向上移动，灯泡的亮度也保持恒定，证明达到了电量传输的稳态，“我们真的认为，我们在动态充电领域取得了突破性的进展，我们的无线充电技术能够适用于移动物体”，Fan毫无掩饰地说。
据悉，不论充电对象移动速度有多快，这种技术几乎都能够对其实现无线充电，Fan表示，“系统能在几百微妙的实现实现自适应，速度非常快”。
与此同时，电量变送器能够以十分高效的能源利用率为接收器供电，“每米供电效率90%”。但是，据了解，Fan的团队使用的商业放大器对于无线充电传输所需的振荡电场的收集效率较低，对此，Fan表示，“未来，我们将设计出专供无线充电使用的放大器，以解决这一问题。目前，我们使用的放大器能在一个很广泛的频率中工作，但对于无线充电，我们只需要一个很窄的频段，所以，我们可以设计出专为无线充电功能使用的放大器，使传输更加高效”。
另外值得一提的是，目前实验阶段的无线充电技术传输的电量规模还很小，远远达不到电动汽车的供电标准。但是，未来通过继续优化无线充电系统的供电规模，这种供电方式将具有广泛的应用前景。而在对电动汽车充电的应用场景落地前，这种技术可以先行在一些小型设备和医疗器官移植等充电场景中找到一席用武之地。
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