PDF《WiTricity 借助磁共振实现灵活的无线充电》

8 无线充电 WiTricity 借助磁共振实现灵活的无线充电 WiTricity 的工程师正使用多物理场仿真进行无线能量传输技术的创新研发, 希望新技术的充电 效率和距离能超过现有方法.

作者: LEXI CARVER 您不妨想象一下,回家后,只需将手机、笔记本电 脑和蓝牙(Bluetooth)耳机丢到厨房餐桌上,它们就能 实现自动充电;

或者您只需把电动汽车开到车库的充电 垫上,第二天早上就能充满电;

再或者医生突然告诉 您,最近研发出了一种无需使用电源线或更换电池的新 型医学植入物,能够完美替代您身体内正使用的那个旧 型植入物. 无线能量传输正将这些场景和其他一些应用变为现 实,它支持以无线方式对各类电气器件进行充电.位于 马萨诸塞州沃特敦市的 WiTricity 公司专注于研发基于磁 共振的无线充电技术,目前已推出迄今为止最方便消费 者使用的电力无线传输技术.Marin Soljacic 教授带领一 组研究人员在麻省理工学院 (MIT)创建了 WiTricity 公司,研发的无线充电方法支持同时对多个设备进行充 电、远距离充电以及能够穿透木材、塑料、花岗岩以及 玻璃等物体进行充电.丰田、英特尔、梭拉特等公司已 获授权在他们的产品中使用这项技术,例如混合-电动汽 车、智能手机、可穿戴电子产品和心脏泵等. ??磁共振延长了传输距离 在其他无线能量传输选项中,设备需要精确放置在 非常靠近(通常需要直接放在)充电电源的充电板或充 电底座上,单个电源线圈仅支持对单个器件进行充电. 现在,WiTricity 的工程师正借助磁共振的力量来对这些 限制进行重新思考. 他们的"高度共振无线能量传输"系统主要依赖于 交流电通过线圈时所产生 的振荡时变磁场,其中, 通过线圈的交流电被作为 电源.将一个功率放大器 连接到电源线圈上,通过 控制功率大小和工作频率 来驱动磁场水平. 采集设备作为接收器 来采集磁场,其中包含另 一个调谐到与电压相同频 率的线圈(见图 1).接 收器中的磁场将磁能转换 回射频交流电,经调谐后,它可以作为一个新的 受电子设备控制的本地电源. WiTricity 技术与其他 方法最大的差异在于磁共 振的使用.当两个线圈都 被调谐到相同的共振频率 2015年9月 蓝牙(Bluetooth)是Bluetooth SIG 公司的注册商标. 图1:上:WiTricity 技术背后的概念,包括线圈、控制电 源输出和管理的电子设备、用于保证电源和采集设备之间 正确电源输出的无线通讯.下:此项技术支持通过不同的 材料表面进行充电(左);

可以通过谐振中继器延长无线 充电距离(右).

9 以及可能扰乱磁场的大 型物体,比如汽车底盘. 然后 Kurs 使用多物 理场仿真进行分析,由 于设备、线圈变形,以 及扰动物体所吸收的电 能对电磁和传热性能的 影响(见图

3 上). 他从结果中提取了 线圈参数,用于指导电 气设备的设计以及预测 不同组件中的功率耗散 和热载荷(见图

3 下). 团队相应调整了设计, 根据尺寸、重量以及热 约束确定了线圈放置及 功率大小的可行范围. "仿真帮我们解决 了那些无法通过测试分 时,接收线圈能以极低的 损耗采集到最大的能量, 电源和采集设备无需放在 一起或完全对齐就能实现 能量的传输. "运动及放置的灵活 性是一大优势.接收线圈 无需与设备直接接触;