科學家已經找到了一種將電能無線傳輸到附近移動物體的方法。
該方法可以應用於運輸，醫療設備等。 例如，如果電動汽車在高速公路上行駛時可以充電，那麼它幾乎可以消除對其範圍的擔憂並降低成本，可能使電力成為車輛的標準燃料。
“除了推進車輛和手機等個人設備的無線充電之外，我們的新技術還可以解決製造業中的機器人技術問題。”斯坦福大學電氣工程教授兼高級作者範珊輝表示。研究。
“從理論上講，人們可以無限制地駕駛，而不必停下來充電......”
他說：“我們仍然需要大幅度增加向電動汽車充電的電量，但我們可能不需要太多地推動距離。”
該小組建立在麻省理工學院2007開發的現有技術基礎上，用於在幾英尺的距離內無線傳輸電力到固定物體。 在新的工作中，團隊將電力無線傳輸到移動的LED燈泡。 該示範僅涉及1毫瓦的充電，而電動汽車通常需要數十千瓦才能運行。
該團隊現在致力於大幅增加可傳輸的電量，並調整系統以延長傳輸距離並提高效率。
走得更遠
無線充電將解決插電式電動車的主要缺點 - 其有限的行駛里程。 特斯拉汽車公司預計其即將上市的Model 3一次充電可以超過200里程，而已經上市的雪佛蘭Bolt的廣告範圍為238里程。 但電動車電池通常需要幾個小時才能完全充電。 充電即驅動系統將克服這些限制。
“從理論上講，人們可以無限制地駕駛，而不必停下來充電，”範說。 “希望你能在高速公路上行駛時為電動車充電。 車輛底部的線圈可以從連接到嵌入道路的電流的一系列線圈接收電力。“
一些運輸專家設想了一種自動化高速公路系統，其中無人駕駛電動車輛通過太陽能或其他可再生能源進行無線充電。 目標是減少事故並顯著改善交通流量，同時降低溫室氣體排放。
無線技術還可以輔助無人駕駛汽車的GPS導航。 GPS精確到大約35英尺。 為了安全起見，自動駕駛汽車需要位於發射器線圈嵌入的車道中心，為GPS衛星提供非常精確的定位。
用磁鐵製成
中程無線功率傳輸基於磁共振耦合。 正如大型發電廠通過在磁鐵之間旋轉線圈產生交流電一樣，通過電線移動的電流產生振盪磁場。
該場還使附近的線圈中的電子振盪，從而無線地傳輸電力。 如果將兩個線圈調諧到相同的磁共振頻率並且以正確的角度定位，則轉移效率進一步提高。
然而，只有在物體移動時手動調節電路的某些方面（例如頻率）時，才能保持連續的電流。 因此，能量發射線圈和接收器線圈必須保持幾乎靜止，或者必須自動且連續地調諧設備 - 這是一個非常複雜的過程。
為了應對這一挑戰，研究小組取消了發射機中的射頻源，並將其替換為市售的電壓放大器和反饋電阻。 該系統可自動計算出不同距離的正確頻率，而無需人為乾擾。
該研究的主要作者，研究生Sid Assawaworrarit說：“增加放大器可以在3英尺範圍的大部分區域內非常有效地傳輸電力，儘管接收線圈的方向不斷變化。” “這消除了對電路任何方面進行自動和連續調諧的需要。”
Assawaworrarit通過在接收線圈上放置一個LED燈泡來測試該方法。 在沒有主動調諧的傳統設置中，LED亮度會隨著距離而減小。
在新的設置中，當接收器離開源大約3英尺的距離時，亮度保持不變。 Fan的團隊最近提交了最新進展的專利申請。
該小組使用現成的通用放大器，其效率相對較低，約為10％。 他們說定制的放大器可以將效率提高到超過90％。
“我們可以重新思考如何不僅為我們的汽車提供電力，而且還為我們身體上或體內的小型設備提供電力，”範說。 “對於任何可以從動態無線充電中受益的東西，這可能非常重要。”
斯坦福大學TomKat可持續能源中心支持部分工作。
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資源： 斯坦福大學
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