斯坦福大學(xué)研發(fā)無線充電技術(shù) 或可讓電動(dòng)汽車邊行駛邊充電
盡管智能手機(jī)已經(jīng)可以用上無線充電墊，但也只有在手機(jī)保持靜止不動(dòng)的情況下才能工作。對于汽車而言，此種充電方式與在充電站充一兩個(gè)小時(shí)的電一樣，很不方便。三年前，斯坦福大學(xué)電氣工程師Shanhui Fan和其實(shí)驗(yàn)室研究生Sid Assawaworrarit打造了首個(gè)能夠?yàn)檫\(yùn)動(dòng)中的物體無線充電的系統(tǒng)。不過，此種技術(shù)效率太低，無法用于實(shí)驗(yàn)室以外的應(yīng)用。
據(jù)外媒報(bào)道，近日，Shanhui Fan和Sid Assawaworrarit展示了一項(xiàng)新技術(shù)，未來可推廣，為公路上行駛的汽車提供動(dòng)力。從近期來看，該系統(tǒng)很快可以為在倉庫和工廠車間中移動(dòng)的機(jī)器人無線充電，從而讓機(jī)器人無需停工，一天24小時(shí)都在工作。
無線充電器通過產(chǎn)生一個(gè)磁場來傳輸電力，而且該磁場會以一定的頻率振蕩，在接收設(shè)備的線圈中產(chǎn)生共振振動(dòng)。問題是，如果電源和接收設(shè)備之間距離發(fā)生變化，即使變化很小，共振頻率就會改變。
三年前，研究人員取得了首個(gè)突破，研發(fā)了一種無線充電器，即使與接收設(shè)備的距離改變，也能傳輸電力。研究人員通過集成放大器和反饋電阻器以實(shí)現(xiàn)該功能，當(dāng)充電器和移動(dòng)物體之間的距離改變時(shí)，放大器和反饋電阻器能夠讓系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整工作頻率。但是，初始系統(tǒng)效率不足，不具實(shí)用性。該放大器本身就需要利用很多電力來實(shí)現(xiàn)放大效果，導(dǎo)致該系統(tǒng)只能傳輸10%的電力。
但是在新研究中，研究人員展示如何將系統(tǒng)的無線傳輸效率提高至92%。Assawaworrarit解釋表示，關(guān)鍵是利用更高效的“開關(guān)模式”放大器取代原來的放大器。此種放大器并不是新事物，但是使用條件非常苛刻，只有在非常精確的條件下才能產(chǎn)生高效率的放大效果。經(jīng)過多年的修補(bǔ)以及額外的理論工作，研究人員才設(shè)計(jì)出有效的電路結(jié)構(gòu)。
新型實(shí)驗(yàn)室原型系統(tǒng)可以在2至3英尺的距離內(nèi)無線傳輸10瓦的電力。Fan表示，將該系統(tǒng)擴(kuò)展用于傳輸一輛汽車所需的數(shù)十或數(shù)百千瓦的電力，也沒有任何根本障礙。他表示，該系統(tǒng)的速度足以為一輛超速的汽車提供電力。該種無線傳輸電力技術(shù)只需幾毫秒就可完成電力傳輸，與時(shí)速為70英里/時(shí)的車輛穿過4英尺長充電區(qū)所需的時(shí)間相比，根本就不足掛齒。不過，研究人員表示，唯一的限制因素是，汽車電池能夠以多快的速度吸收所有電力。
Assawaworrarit表示，無線充電器不會構(gòu)成健康風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)榧词故枪β蕵O大的汽車無線充電器所產(chǎn)生的磁場，也在現(xiàn)有的安全準(zhǔn)則范圍內(nèi)。雖然磁場確實(shí)能夠在人們毫無察覺的情況下，將電傳輸給他們。
盡管可能還需很多年才能在高速公路上嵌入無線充電器，不過，機(jī)器人，甚至無人機(jī)可能會先實(shí)現(xiàn)該技術(shù)。與長長的高速公路相比，在地面或屋頂安裝充電器的成本要低得多。Fan表示，想象一下無人機(jī)，可以偶爾俯沖下來，在屋頂上盤旋，快速充好電，就能飛一整天。
來源：蓋世汽車