篇一：无线电能传输技术的研究现状与应用综述
学术综述：?线电能传输技术应?研究现状与关键问题学术综述：?线电能传输技术应?研究现状与关键问题
全?约1万5千字，建议收藏后品读。?美国MIT研究团队于2007年公开发表对?线电能传输技术的研究成果以来，国内外专家学者从科学问题和关键技术两??进?了?泛且深?的研究。伴随着难点问题的突破，?线输电作为?种新型电能传输?式所辐射的领域不断增多。省部共建电?装备可靠性与智能化国家重点实验室（河北?业?学）、天津?业?学天津市电?电能新技术重点实验室的研究?员薛明、杨庆新、章鹏程、郭建武、李阳、张献，在2021年第8期《电?技术学报》上撰?，?先对?线电能传输技术的分类和组成进?简要介绍；其次着眼于国内外10余年来，该技术在家?电?设备、智能家居、医疗器件、?业机器?、物联?、?下探测设备、交通和航天??领域的应?，重点阐述该技术的应??平和?前在不同领域中存在的难点问题；再次从?献和专利两??对?分析国内外该技术的研究成果；最后总结了?线电能传输技术在各领域实际应?中的关键共性问题，并分析?线电能传输技术产业化发展现状。?从?类学会?电，便与电密不可分。如今，?们?活中电?化程度越来越?，电能的应?越来越多。传统电能传输普遍采??属导线和电缆线等传输介质，其在电?传输过程中不可避免地会产?传输损耗、线路?化、尖端放电等问题，从?为?些易燃、易爆场景的供电设计带来困扰。?线电能传输作为?种新型的电能传输?式有效地避免了“不宜、不易”使?导线供电场景中的诸多弊端，提?了供电?法的?由度，拓展了?们对电能传输?法的想象。经过多年发展，?线电能传输技术在家?电?设备、智能家居、医疗设备、?业机器?、物联?、?下探测设备、交通和航空航天??领域快速应?，并正向更?泛的领域渗透，部分技术研究成果已成功实现产品化与产业化。?线电能传输技术简介?线电能传输技术（WirelessPowerTransferTechnology,WPTT）于19世纪中后期?次被著名的电??程师尼古拉?特斯拉提出，它是?种借助于空间?形软介质（如电场、磁场、声波等）将电能由电源端传递??电设备的?种传输模式。这种传输?式与传统利?电缆线输送电能的?式相?更加安全、便捷和可靠，被认为是能源传输和接?的?种?命性进步。1?线电能传输技术分类随着?线电能传输技术理论研究的深?与发展，科研?作者?向不同的应?场景和实际问题，不断提出与?线电能传输技术相关的新名词和新概念。本?通过查阅现有?献资料，将?线电能传输技术按能量传输机理和能量收发端耦合空间位置变化两种?式进?分类，图1为?线电能传输技术分类框图。
图1?线电能传输技术分类框图2磁耦合式?线电能传输系统简介?前?线电能传输?式中，理论研究较多且应?进程较快的主要为磁耦合?线电能?式。?前已有?献资料从能量传输原理分类的?度对磁耦合?线电能传输系统构成进?了详细的介绍，本?从能量收发端耦合空间相对位置是否变化的?度进?阐述。01静态?线充电系统静态?线充电系统以电磁场为原理，?频电源、电磁耦合器、能量变换模块和静?负载为电能流通主路，集成检测、通信、控制和保护电路，收发端依靠?频电磁场实现为静?负载充电。其应?主要包括电?设备、智能家居和医疗器件等功率需求较?以及电动汽车和?业机器?等?功率能量传输场景。图2所?为电动汽车静态?线充电系统结构。图2电动汽车静态?线充电系统框图02动态?线供电系统动态?线供电系统是以电磁场为原理，?频电源、电磁耦合器、能量变换模块和移动负载为电能流通主路，集成检测、传感、通信、控制和保护电路，收发端依靠?频动态电磁场实现为移动负载实时供电。其与静态?线电能传输系统相?，原理采?感应耦合与电磁谐振协同?作?式，最?差异在于电磁耦合系统结构设计、补偿拓扑和控制策略??，并且动态供电系统在系统复杂程度、技术成熟度以及建造经济性等??均需要进?步提升。该系统主要应?于?铁列车、有轨电车和电动汽车等场景。如图3所?为电动汽车动态?线供电系统结构?意图。这种供电?式可保证移动受电体实时获取电能，有效避免了电池续航能?弱和充电时间长的弊端，同时也极?地减轻了受电体的质量。图3电动汽车动态?线供电?意图03准动态?线电能传输系统准动态?线电能传输系统构成与静态?线充电系统类似，其技术成熟度介于静态系统与动态系统之间，主要应?于移动受电体（有轨电车或电动汽车等）缓慢移动或短暂停车（如交通灯路?）时为车载储能装置充电。与传统的动态?线传输系统相?，简化了系统控制复杂性，降低了基础设施成本，并能够使发射端和接收端磁场耦合度?，从?实现能量?效传输。?线电能传输技术应??平与重点问题随着?线电能传输技术在诸多领域的快速应?，本?通过查阅10余年来国内外研究成果，阐述了?前该技术在家?电?设备、智能家居、医疗设备、交通运输、?业机器?、物联?、?下探测设备和航空航天??领域的应??平，并对各领域中待突破的难点问题进?了总结，表1为该技术在不同应?领域对?分析。
表1本技术在不同应?领域对?分析1家?电?设备与智能家居领域?线电能传输技术最早应?于电动?刷、智能?表、MP3和?机等电?设备领域，其充电采?静态感应式?线充电?式，由于电?设备的体积较?，线圈结构优化设计、屏蔽?式和电能变换集成化芯?是主要研究?向。?前，针对电?设备的?功率?线充电技术已经成熟，充电标准主要采??线充电联盟（PowerMattersAlliance,PMA）标准和Qi标准。?线充电产品中电能发射端与接收端尺?在2～10cm，传输距离?般在mm级，并且硬件可通过软件更新实现兼容。可量产的线圈结构包括HQ-S（单线圈）、HQ-D（双线圈）、HQ-F（四线圈），以及HQ-O（16线圈）等，并且搭载了专?异物检测线圈，可检测直径?于15mm的标准异物和任何?属零件，其中，16线圈?持?由位置、15W快充和多设备同时充电。图4航空客机搭载的?线充电模块感应式?线充电技术，适合短距离?线充电，充电效率可达95%以上，但在空间?由度上存在劣势。磁耦合谐振式充电在?平?积和充电垂直距离??拥有更?的空间?由度，但是传输效率低、成本较?。在智能家居领域，?线电能传输技术在产品的智能化中具有重要地位，它改变了传统上通过插、拔电线使?电能的?式，改善了空间环境和?户体验，其主要采?静态感应耦合?式实现?线充电。针对感应式中功率等级下的具体应?场景，科研?员从不同?度进?了?量研究?作，在理论上取得了诸多可应?于产业化的成果。海尔集团作为中功率等级下?线电能传输技术在智能家居领域成果转化的领先者，近年来不断推出了诸多可产业化的产品。例如，2010年的世界?台“?尾”电视、2012年的“?尾”厨电产品以及2016年推出的可??机APP控制?线充电的卫玺?尾智能马桶盖。?线电能传输在智能家居领域具有巨?的前景，WirelessPowerConsortium在2019年3?表明正在编写其?于厨房电器的新?线电源标准Ki。此外，科研?作者正在研究采?微波?线供电?式同时给家庭中?线?标、?机、计算机、台灯和加湿器等电器进??线供电的技术。
和加湿器等电器进??线供电的技术。综上所述，?前?线电能传输技术在电?设备领域主要还是以静态感应式供电系统为主，并已经取得诸多可产业化的产品，部分产品已经进?电?商品市场，但具备?空间?由度的充电升级产品还需进?步研发。在智能家居领域亦是由静态感应式?线充电系统占据着主导地位，技术?较成熟，已经具有商业化的能?，但由于存在家电负载功率等级跨度?、拾取端位置与负载功率需求随机性?、效率要求?等问题，因?在研究中对?作频率、原边谐振电流及负载输出电压的近似恒定、效率优化等??还需进?步优化。2医疗电?设备领域?线电能传输技术应?于植?医疗器械，医疗传感器如胶囊内镜等医疗电?设备领域，可有效解决患者利??术更换电池蓄能的问题。2003年，?本RF公司采?该技术研制出植?式内窥镜?物遥测系统，以?列、韩国以及欧洲随之相继推出了相应的实物产品。2005年，?本的MasayaWatada与韩国的Y.Um提出了对???脏进??线电能传输的设想。2008年，美国匹斯堡?学将?线电能传输技术应?于体内植?器件，并在空?、?体头模型及猪活体中进?实验研究。2013年，?港城市?学针对视?膜假体的应?中线圈失调引起的弱磁链将严重影响功率效率的问题，提出了?种新型的?偏差容差接收机结构。2017年，?省理?学院科学家在已研制的采?外部来源进??线充电的?蜗植?物基础上，提出采?中场耦合的新技术，与近场耦合相?，?作频率与耦合效率获得较?提升，并通过实验成功利?位于猪体外的发射器将电?传送到位于猪?道、胃和结肠内的三个接收器，传输的电??平分别为37.5%uECW、123%uECW以及173%uECW。此外，马来西亚?学提出了?种?于机器?胶囊内窥镜的优化电感耦合WPT系统。印度浦那NBNSinhgad提出了?种基于磁谐振耦合的可穿戴起搏器?线供电系统。清华?学提出了?种具有?动功率调节功能的植?式医疗设备的?线功率传输系统。?线充电技术在医疗电?设备领域研究初期均采?静态感应耦合?式，要求发射器和接收器距离较近，适??肤下?的植?物充电，?不适?于消化道深处的?型电?产品。2014年，斯坦福?学研究院在美国《国家科学院学报》上发表了?种可以为植??体内的医疗器械进??线充电的新技术。该技术可为仅有?粒??的医疗电?设备进?充电，且能够更“深?”地植??体内，长久地获得电能输送，甚?不需要电池储能，只需将电源靠近?肤就能给体内的设备供电，如图5所?。图5仅有?粒??的医疗电?设备2018年，CambridgeConsultants公司针对?体可植?设备充电提出了MagLense?线充电系统的概念，该系统具有形状独特的柔性线圈，能够弯曲变形，适?于?体任意部位的植?设备。综上，?前?线电能传输技术在医疗电?设备领域，?肤下?的植?物静态感应?式?线充电?较成熟，消化道深处电?产品的静态谐振?式?线充电还处在研究初期。该领域的研究难点在于不给?物组织造成损伤的安全功率范围内，接收器尺?微型化、电路结构集成化、材料?物兼容性等问题。3交通运输领域近年来，以电能为动?来源的交通?具得到快速推?，?线电能传输技术作为?种新兴的电能传输?式，已成为国内外科研机构以及各?车企的研究热点。其原理主要采?感应耦合式和磁耦合谐振式，两种?式可在功率等级、系统损耗、传输距离等??差异形成优势互补。01电动车辆电动车辆应??线电能传输技术蓄能，在灵活性和安全性等??优势明显，在?定程度上促进了电动车辆的发展。?前，对静态?线充电与动态?线供电系统，研究?员在理论研究和技术应?等??取得诸多进展，但距离成熟可产业化推?的采??线蓄能的电动车辆依旧?临巨?挑战。
推?的采??线蓄能的电动车辆依旧?临巨?挑战。1）电磁耦合系统在静态?线充电和动态?线供电系统中，电磁耦合系统是决定整体能量传输效率的重要部分，它包括补偿?络拓扑、耦合线圈和电磁屏蔽三部分。补偿?络拓扑由电感和电容元件的串联或并联组成，?来调节电磁耦合系统收发端参数，使之与线圈电感发?谐振，从?减低?功、提?传输效率和改变传输特性等。串串、串并、并并和并串是?前已有?献中研究较多的四种拓扑结构，其中，串并/串谐振补偿拓扑结构，在全负载范围内具备接收端输出恒压特性。?次侧失谐的SS补偿拓扑，具有较强的抗偏移能?且不存在轻载安全问题。此外，在基本补偿?络基础上衍?出?些具有更佳性能的补偿?络。LCL谐振补偿?络结构，通过调节?络参数可实现恒流充电模式与恒压充电模式的?动切换，传输效率可达到92%。在LCL拓扑?络基础上，衍?出了LCC拓扑，经证明，双边LCC拓扑?络可解决双边LCL拓扑?络传输功率偏?和直流磁化等问题，并在双向电动汽车?线充电应?中具有较强的适?性。有学者提出S/CLC补偿拓扑可实现恒压输出、零输?相位以及零电压开关，并且最?输出功率不受耦合参数限制。耦合线圈是实现能量传输的核?元件，在静态充电系统中，基于能效最优的耦合线圈材料、形状、尺?和匝数等参数优化是?前已有?献中主要的研究?向。有学者选取利兹线绕制?形耦合线圈，并采?了Z型串联结构，在最优?作频率为55kHz时，传输距离在8～15cm内，系统最?传输效率可达85%以上。有学者则采?螺线管来绕制耦合线圈，并增加了耦合线圈的匝数，其系统在7kW的功率等级，传输距离16cm下，效率可达93.8%。此外，有学者对DD型能量发射线圈，BBP、DDQ型能量接收线圈进?了研究。与静态充电相?，动态供电系统较为复杂，主要体现在发射线圈的结构与?作线圈的切换。集中供电导轨和分段供电导轨结构是?前发射端主要供电结构，前者根据磁?形状线圈可绕成E型、U型、W型、I型、S型和dq型。其中，E型、U型和W型是研究较早的三种结构，主要集中在传输参数的优化；dq型双向供电导轨结构可有效解决受电体受电过程中的耦合系数为零的情形；I型和S型结构为双极性磁?，能量耦合路径沿受电体移动?向，提?了横向偏移容忍度和传输效率，同时在建造难度和经济成本??具有优势。分段供电导轨?般采?多线圈单元并?连接切换供电?式，可显著降低系统损耗，但对检测和控制系统的灵敏度、稳定性和可靠性具有很?要求。有学者针对系统传输的稳定性，提出了利?基于磁场强度检测的接收端定位策略（测量周期为6ms，分辨率为5mGs）的分段导轨结构，与单初级绕组系统相?，功率提升25%，效率提升7%。对于分段供电导轨的切换问题，学界从不同的??进?研究，有学者针对分段式动态?线充电系统的原边线圈链供电管理的需求，提出了?种基于副边主动激励的具有分散控制逻辑的接??法，在实验中，当原边直流电源供给功率约为50W时，系统传输效率为72%。有学者则针对快速切换导轨时可能出现的过电流、过电压等问题，提出?种基于能量?由振荡模式的电动汽车?线供电导轨切换?法，实现了供电导轨的软切换。电磁耦合系统中的电磁屏蔽主要是将电磁能量交换路径束缚在耦合线圈间，从?最?限度地减?漏磁，提?传输效率。从屏蔽材料看，有学者通过有限元计算和实验验证了耦合机构外加铁氧体屏蔽后，传能区域内的磁场被约束在发射耦合机构与接收耦合机构之间，提?了传输效率，其设计的带有铁氧体屏蔽结构的传输系统在传输距离为0.40m，轴向偏移0.3m，功率从200W增加到2500W情况下，效率稳定在80%左右。有学者提出了?种铁磁性和?铁磁性混合材料制成的屏蔽结构，其实验传输系统在56kHz、传输距离6cm时，系统传输效率稳定在72%，仅装有铝板的系统效率只有2%。从屏蔽结构看，有学者设计了?种拼接式的电磁屏蔽结构，与整体平?型相?具有更佳的屏蔽能?且易制造和安装，采?该结构的传输系统效率为90.94%，功率可达1297.69W。有学者提出在能量发射装置?平侧加屏蔽带的屏蔽结构，该结构可有效降低电动汽车外部的电磁辐射，但整体结构因涡流效应产?的热量对系统影响较?。从屏蔽?式来看，有学者提出?种?耦合单线圈产?抵消磁场主动屏蔽的?式，其系统在传输距离15cm时，系统效率?于85%。有学者同样利?主动屏蔽的?式但创新性地提出了?种利?双线圈和四个电容作为移相器的新型共振?功屏
?于85%。有学者同样利?主动屏蔽的?式但创新性地提出了?种利?双线圈和四个电容作为移相器的新型共振?功屏蔽，当采?双线圈屏蔽时，与没有屏蔽的情况相?，在地?以上0.15m处，总磁场?幅减?80%。此外，与单线圈屏蔽相?，双线圈屏蔽在离地0.15m处的总磁场减少最多70.4%。在此基础上，有学者结合磁性材料的磁通路径和抵消磁场主动屏蔽?式，提出?种组合?法来实现电磁屏蔽，实验中在额定功率800W，?线线圈之间的间隙距离为30mm，?线功率传输效率为83%。2）控制策略系统鲁棒控制策略研究是保证?线输电系统可靠性、稳定性和?效性的必然要求。?前系统控制?法可分为原边控制、副边控制和双边控制三种。原边控制可实现控制原边谐振电流简化系统结构以及产?恒定交变磁场实现输出功率鲁棒控制等。有学者均对副边控制策略展开研究，前者基于副边DC-DC转换器提出最?效率控制，提?了传输效率；后者基于副边可控整流和滞后?较器实现了对输出功率或最?效率的控制。双边控制可分为双边通信控制和双边?通信控制。有学者将原副边相结合，提出基于?作频率调制和双边?线通信的闭环控制?法，实现对电池的?线充电。有学者提出?需双边通信的功率和最?效率双参数同步控制?法，通过DC-DC变换器调节副边等效交流阻抗以及搜索原边输?功率最?值，实现最?效率控制和输出恒功率控制。对于动态?线电能传输的鲁棒控制策略，采?PI控制算法，控制参数?般通过极点配置法选取，较为简单且易于实现。但是?前?献资料中的建模与控制研究通常忽略电动汽车动态?线供电实际应?的复杂环境中的多种不确定扰动因素，因此研究?向实际应??况的系统动态响应特性以及多参数扰动下快速鲁棒控制器极其重要。3）技术应?电动车辆静态?线充电技术已相对成熟，并且宝马、奥迪、丰?、吉利等各?汽车产商已经开始在电动车型上加载，见表2。此外，2019年11?，绿驰汽车宣布将在2020年推出搭载智能?线充电模块的纯电动SUV（内部代号：绿驰M500）。表2?线充电应?车?及车型相?之下，电动车辆动态?线供电技术的成熟度较低，国内外均处于样机研制和?范?程建设阶段，距离市场化应?仍有很多关键问题需突破。2018年8?3?，国家电?有限公司重点科技项?“电动汽车路段移动式?线充电系统关键技术及设备研制”暨“电动汽车移动式?线充电实验路段”顺利通过验收。实验路段长度181m，移动式?线充电功率20kW，转化率达到80%，磁场强度远低于国际标准27??T，?驶速度可超过60km/h。2018年10?18?，江苏同?综合能源服务中?建成，“三合?”电动汽车动态?线充电道路亮相。这条公路全长约500m，宽3.5m，它集路?光伏发电、动态?线充电、??驾驶于?体，是?前世界上最长的动态?线充电道路，如图7所?为电动车辆?线输电的应?。
所?为电动车辆?线输电的应?。图7电动车辆?线输电的应?02轨道交通基于轨道交通运?主要以动态?线供电?式为主的特点，科研?作者从满?安全性、可靠性、稳定性和?效性出发，对基础理论和关键技术进?了深?研究，应?对象主要为轻轨机车和?速列车。庞巴迪公司已经建?了轻轨机车的?线电能传输的实验路段，全长共510m，原边采?分段线圈供电，每段长8m。有学者提出了基于轻轨机车供电位置的频率跟踪?法，实验结果表明，该?法能够增加输出电压的稳定性。有学者分析了全桥整流器对系统的影响，发现可通过消除其输?阻抗提升系统效率。为了轨道机车制动形成的再?能量能够被有效利?，有学者提出了双向?线能量传输系统?法，将制动能量回馈给电?。在国内，天津?业?学?次提出将?线电磁能传输技术应?在?铁列车场景，并相继提出可?于?铁列车的?对称耦合机构和?频信号采集?案；韩国铁道技术研究院在150m实验线路上对其研发的HEMU（high-speedelectricmultipleunit）进?测试并且试验成功；?本东京铁道技术研究所将8字形耦合机构装设在导轨与列车底盘，列车运?过程中获得了稳定的传输功率。综上，静态?线充电和动态?线供电技术在交通运输领域的应?是?前研究中的热点，其中，受电体静?下的?线充电较为成熟，并且部分技术已实现产品转化。相?之下，在移动状态下的动态受电研究由于系统的复杂性、应?环境的多变性以及实验成本?等因素进展较为缓慢，?前还处于样机和?范?程阶段，距离可产业化推?的成熟应?产品还存在很多需要突破的难点。从理论?度看，存在动态耦合系统优化、?速运动下供受电端之间的电动?、时空参数动态响应和不同功率等级下电磁兼容与?物安全性等问题。从技术?度看，存在系统互操作性与?作稳定性、电源响应快速性、环境异物检测和位置?动对准等问题。从建设与运营维护?度看，?业标准缺失，前期建设成本?和设备检修难度?等问题需要解决。4?业机器?随着?业制造强国战略的提出，信息技术、新能源、新材料等技术的交叉融合取得了?命性突破。?线电能传输技术作为?种新型、?效和可靠的电能供给?式，在?业机器?领域得到?泛关注，加快了我国实现智能制造的进程。?主导引运输车（AutomatedGuidedVehicle,AGV）、巡检机器?、物流分拣机器?和服务机器?采??线充电技术具有安全、灵活、持续供电的优势，弥补了有线供电?式的诸多不?，其原理主要采?静态感应耦合技术，研究?向主要集中于针对不同应?场景的机器??线充电解决?案。有学者通过信号采集与驱动控制，设计了?主寻源并在??秒内快速完成?主充电的机器?。针对物联?中多传感器供电问题，有学者搭建移动机器?为传感器电池充电的框架，与现有?法相???降低了维护成本和操作复杂性。对于组成系统的关键模块与传输特性，有学者提出了适合移动机器?充电的线圈结构和逆变电路，并解决了充电站与机器?之间资源优化配置问题。有学者研究了巡检机器?的电路拓扑、偏移、电磁?扰等问题，并在满?最?输出功率条件下，使系统传输效率达到84.2%，实现了能量的?效供应。有学者解决了巡检机器?频繁充电、安全性低等缺陷。有学者研究了寻轨机器??线充电系统等效电路、补偿?络设计、软开关设计等，并对电?电?器件的性能做了仿真与实验研究。5物联??线充电可解决??或?百个物联?设备远距离供电问题，适?于智能家居、智能穿载装置、智能车载系统、智能制造??、智能城市与医院等应?场景，被称作可为物联?带来?命性突破的关键技术。从理论研究看，有学者研究了物联?传感节点的?线供电，并设计了?种针对传感器射频的?线供电系统。在此基础上，有学者设计了?种通过射频能量发射器为物联?设备充电的系统，并采?回声状态?络框架，结合改进的k-means
上，有学者设计了?种通过射频能量发射器为物联?设备充电的系统，并采?回声状态?络框架，结合改进的k-means聚类算法预测出下?时段的能量消耗，对传感器节点进?聚类，?动确定充电策略，??增强了功率控制的抗?扰能?，提?了整个?络的能量效率。有学者提出了?种带有附加搜索技术的分枝次优效率算法，通过计算确定出基于?线射频移动充电器的最优运动路径，使?线充电效率达到最佳状态。有学者研究了在频率和相位同步和?同步两种状态下的分布式?线功率传输系统的性能，发现只要在系统中形成最优的分流波束，分布式?线充电在覆盖概率上就更具优势，功率传输效率也会得到显著地提?。从成果转化看，美国科技公司Ossia开发出?款名为Cota的?线充电器，可为多台设备供电并在数?范围内实现控制，如图8所?。图8Cota?线充电器综上，物联环境中信息传感设备需求功率等级?般较?，在?线电能传输系统中效率参数要求较低。因?，针对物联?不同使?情境，缩?接收线圈尺?与有效距离的?例、突破充电?度与?向限制、满?众多装置同时充电需求是物联环境设备?线充电中需要解决的突出问题。6?下探测设备?下探测设备和?下机器?等?下设备的持续供电?直是军?和民?领域研究的重要问题。?前?泛采?有线供电或电池蓄能供电的?式，这两种?式在灵活性、续航能?、??体积和质量上具有不?。因此，?线电能传输技术在这种特殊环境下的应?具有不可代替的优势。有学者最早对?线电能传输技术的?下应?展开研究，研制了?主式?下运载器（AutonomousUnderwaterVehicle,AUV）电能供给系统，利?导航和对准系统对?下基站的能量接收装置供电。有学者提出?种?下?功率?线电能传输系统的设计?案，可实现kW级的?线供电功率，?线电能传输效率达94.5%，距离为20cm。有学者为抑制?流冲击对系统造成的影响，从不同??对系统进?了优化。有学者通过对?分析发现，SP补偿拓扑具有更好的稳定性和较?的输出功率。有学者则对?下电磁耦合器结构进?研究，提出?种参数优化?法，能够有效提升系统效率和稳定性。有学者提出了基于锁相环控制的AUV?接触式充电系统的频率控制?法，使系统始终在谐振点?作。有学者为解决?下环境对传输距离的限制，提出带有中继线圈的三线圈传输系统，并对系统的传输特性进?了分析。有学者通过数学建模和数值计算，设计了?种能够实现?下功率传输和数据传输的?接触式装置。有学者基于超声波共振?式的?下?线能量传输的原理、可?性进?了初步的分析探讨，给出了实现的原理框图及实现?式。有学者对电场耦合式?下?线电能传输系统的耦合机构进?分析，得出?下耦合机构的等效电容值?在空?环境中?，且增??作频率和接收端负载，可以减?耦合机构的损耗。有学者对海?中电磁场的传播问题进?讨论分析。有学者在此基础上，推导了海?环境下的涡流损耗的近似公式并对传输系统进?损耗分析，结果表明，共振式?线电能传输系统在海?中也具有很?前景。综上，?线电能传输系统应?于?下环境具有不稳定性。能量的收发端由于?流影响，相对位置偏移和距离不断改变，会导致系统能效下降；能量收发端通过?频电磁场实现能量的交换，海?作为良导体会产?涡流，造成能量损失；深海?压环境变化铁氧体磁导率下降，影响系统传输参数。因此，综合考虑海?介质、涡流和压?等因素作?，通过多物理场耦合分析，研究适合于?下应?的稳定、?效?线电能传输?案极其重要。7航空航天领域微波和激光?线电能传输?式是航空航天领域研究的重点内容。01??机
??机（UnmannedAerialVehicle,UAV）是?种通过?线电实时遥控或者??事先存储好的程序来控制的，具有携带多种功能设备执?各种任务的能?，并且能够多次利?的??驾驶航空器。凭借尺??、成本低、灵活性?、适应性强等独特优势，?泛应?于民?和军事领域。然?，由于储能电池以及传统供电?式的限制，具有长续航能?的??机仍然是难点问题。科研?作者继?采??线电能传输技术在??机能量补给?式上进?了研究。根据已有?献资料，??机?线供电技术的研究主要基于中等传输距离的磁耦合谐振传输机理，从传输模式、传输特性、耦合结构等??展开，研究??机在静?下或悬停式的?线充电?法如图9所?。可见，?前的研究进展难以为在飞?状态下的??机进?远距离实时?线供电，各国机构正在研究利?微波、激光?线电能传输技术实现这??标。图9??机的?线充电综上，??机的?线充电研究已经取得诸多成果，但实现??机飞?状态下的实时电能供给还需要进?步研究，其中，具有极?前景的研究集中于微波和激光?线电能传输?式。02太阳能卫星电站?线电能传输技术在设计与开发宇宙飞船、导弹、航天站等航天航空领域具有巨?的应?前景，研究内容主要集中在微波?线传能系统和激光?线传能系统。微波?线传能技术主要应?于太阳能卫星电站，在太空把太阳能转化成电能，再通过微波将电能送到地?的接收装置，再将所接收的微波能束转变成电能供?类使?。
再将所接收的微波能束转变成电能供?类使?。有学者提出了整流天线串并联组阵等效模型，得出了串联阵与单元负载成n倍数关系，并联阵与单元负载成1/n倍数关系的结论。有学者研究了发射天线?径的激励电平分布，得出发射?径的激励电平为削尖分布时，可获得?于95%的波束捕获功率，??斯10dB电平分布?2.7%。有学者针对战场电磁环境复杂度量化评估的问题，提出?种机载航空电?系统?临电磁环境复杂度的量化评估?法，在考虑?法判定?作状态区域上的数据处理中，与传统的电磁环境复杂度评估?法相?，效果提升15.7%。2018年，我国?个空间太阳能电站实验基地在璧?启动，预计在2025年后可?规模执?相关?作。2019年，美国国防承包商诺斯罗普-格鲁曼公司表?会和美国空军研究实验开发?套带有太阳电池板的卫星系统，?于太阳能卫星电站。激光?线输电系统基于光电效应，以激光束为能量载体，对远距离?电设备进??线供电，可应?于空间站舱外应急、在轨维护系统、模块/分布式航天器互连供电。有学者针对分离模块航天器系统特点和任务需求，设计了?种基于激光相控阵技术的多光束激光能量发射天线以及由其组成的激光?线能量系统?案。有学者设计了基于光楔-曲?镜-棱镜组的线阵半导体激光束整形系统，整形后的激光光斑尺?为9.9cm%uD79.6cm，能量均匀度为68.9%，系统能量传输效率为71.3%。有学者选取正态分布对辐射的剂量率和单位辐射剂量造成的性能退化量进?描述，获得了卫星光通信系统中半导体激光器的可靠度函数。有学者讨论了基于激光的电?传输系统的规划、激光选择和测试、激光危险分析和探测器选择。综上，微波?线传能和激光传能?式还处于初级阶段，前者在系统整体转换效率、能量接收线圈?动跟踪、电磁环境兼容和?物安全问题等??是重点关注点；后者由于激光束在空间环境传输???损耗和?候、??湍流等影响，在航空航天领域的应?具有明显优势，研究重点包括激光光束控制技术和激光光伏电池结构设计等。?线电能传输技术研究成果?线电能技术在近10年处于迅速发展的阶段，取得了?量的研究成果，促进了?线电能传输技术在不同领域的快速产业化。下?对各国近年来取得的成果进?概述。1已发表相关?献资料在WebofScience核?数据库中以?线电能传输技术和功率传输为检索词，能看到近??年该领域发表的相关?献总体呈增长趋势，其中，2015年出现快速增长，并且在全球范围内，我国发表的相关?献最多，WPT相关?章在SCI中的收录情况如图10所?。图10WPT相关?章在SCI中的收录情况选取2017～2019年发表的1070篇?献进?步分析。近三年，国内外在信息与能量同步传输、系统控制算法和耦合机构设计三??发表的相关?献所占?重分别达到了22.61%、21.16%和29.28%。基于实际应?场景研究成果总量有311设计三??发表的相关?献所占?重分别达到了22.61%、21.16%和29.28%。基于实际应?场景研究成果总量有311篇，其中以传感器、电?设备、电动汽车领域为主，如图11所?。在2017～2019年发表的?线电能传输技术相关的1070篇论?中，共有15篇?被引论?（ESI?被引论?：近10年内发表的SCI论?且被引次数排在相应学科领域全球前1%以内）。其中，中国研究成果?较领先，达到了8篇。图12为15篇论?所涉及研究内容分布情况，其中，信息与能量同步传输?向的论?数量达到了7篇。图11WPT论?相关情况对?线传能领域进?检索，共得到三组ResearchFront?频词组（ESI研究前沿（researchfront）：通过聚类分析测度?被引论?之间的共被引关系所形成的?组?被引论?，再对这组论?题?分析?得出的研究前沿），主题分别为信息与能量同步传输、?功率?线电能传输、医疗植?式设备的?线电能传输。图12WPT相关的?被引论?相关情况图13为以2010～2014年周期内TopPaper的数量为基准，描绘的三个主题的发展趋势。从图中可知，信息与能量同步传输、?功率?线电能传输?直保持着良好的发展态势，在近五年的成果是2010～2014年的2.63和1.76倍，?医疗植?式设备的?线电能传输相关成果较少。图13研究前沿的发展情况2已申请相关专利
2已申请相关专利10余年来，国内外科研?作者基于科技成果转化，?向具体应?领域，取得了诸多成果。本?依据国家专利局的专利检索与服务系统的检索数据，对2007～2019年国内外针对?线电能传输技术的专利成果进?了深?分析。2007～2019年国内外?线输电技术相关专利的申请量随年度变化情况如图14所?。由图14可知，2007～2017年国内外?线电能传输技术相关专利申请总量随年度逐年增长。尤其在2015～2017年期间，其申请量总量的数量最多，2018、2019年申请量出现明显下滑。从各国专利申请量分布看，美国、中国、韩国、?本专利拥有量较多。图142007～2019年国内外?线输电技术相关专利的申请量随年度变化情况本?对近五年被引?专利数量较多的美国、韩国和中国进?了统计，如图15所?。由图15可知，美国、中国、韩国和?本被引?次数1～10次专利数量分别为602项、553项、190项和77项，只有美国有10项专利的被引?次数超过了50次。从结果看，?线电能传输领域的?被引专利数量总体较少，美国?被引专利在国内外处于领先地位。2015～2019年申请专利总量在不同领域和研究内容的分布情况如图16所?。由图16可知，2015～2019年专利总量主要分布在交通和电?设备应?领域，占?分别为37.24%和27.79%；从研究内容看，主要集中在磁耦合机构、控制策略、电路拓扑、信息与能量传输四个??，占?分别为31.67%，19.93%、17.83%和14.66%。图152015～2019年度专利被引?情况图162015～2019年申请专利总量在不同领域和研究内容的分布情况对占据专利总量?例最?的交通领域在2015～2019年年度申请数量与各国分布情况进?分析，如图17所?。由图17可知，在交通领域国内外相关专利申请总量依然是美国、中国、韩国、?本占据前四位，但四国之间的数量差距不?。
知，在交通领域国内外相关专利申请总量依然是美国、中国、韩国、?本占据前四位，但四国之间的数量差距不?。图172015～2019年度交通领域专利申请各国分布情况综上，2007～2017年?线电能传输技术相关研究成果国内外呈快速增长的趋势，2018年?今有?幅下滑；美国、中国、韩国和?本的相关成果在国际上处于领先地位。从检索到的?献资料和专利看，近三年，国内外学者的研究内容主要集中于信息与能量同步传输、系统控制算法和耦合机构设计三??，其中，信息与能量同步传输的发展态势良好。?线电能传输技术发展中的相关问题?线电能传输技术可应?领域?泛，从?功率到?功率、从低频到?频、从静态到动态均取得了可产业化的相关成果。为进?步促进?线供电相关产业快速发展，应?向实际应?领域，加快解决?线充电技术中的关键共性问题，?向?线充电产业链条，加快突破制约产业发展的卡脖?问题。1?线电能传输技术在各领域应?中的关键共性问题01多?标参数组合最优化?线电能传输系统的关键参数包括品质因数、耦合系数、发射阻抗和电源频率等时变参数，有学者研究了传输参数组合之间的影响关系，但均是定性分析。在?线电能传输系统的整体设计中，为使能效最?化，各参数对能效的解析关系以及参数间定量关系，是?线电能技术理论研究中的重要??。02电磁能量传输鲁棒性在静态?线充电系统中，耦合机构间隙中摄??属异物（含导磁性?属），或者猫狗等活物侵?。在动态?线供电系统中，电磁耦合结构振动和受电线圈横向偏移在实际应?中不可避免，并且在不同环境条件下，对系统影响的剧烈程度不同，轻微影响会造成受电体受电品质下降，严重情况下会造成受电体功率器件损坏停??作。因?研究抗外界扰动的磁耦合系统拓扑结构以及?鲁棒性控制?法，保证受电体稳定与可靠受电，是动态?线电能传输实现产业化的基本要求。03多发射源多负载技术?向不同应?场景下负载的供电需求，电磁耦合系统结构存在?对?、?对多和多对多三种形式。因?在复杂环境中，多负载和多发射源各?之间的协同管理、负载?动充放电以及负载间相互影响是?线电能传输技术应?中需要解决的问题。04电磁环境?物安全性电磁环境?物安全性?直是?线电能传输技术产业化应?中的重要问题。2000年，美国喷?推进实验室?先提出了太阳能发电卫星?线电能传输的安全问题，?和其他?命体若长期处在超过安全限值的电磁环境中，?体机能会被损坏。?本名古屋?业?学的研究团队基于MIT的?线电能传输系统模型，对电磁安全性进?了三个层次的研究。有学者基于2/3肌?组织等效圆柱模型分析了系统S参数，得出开型线圈的系统相?于闭型线圈的系统受?体影响更?。有学者?准静态法近似系统的电场分布，通过计算?体组织等效模型位于该近似电场中固定点的?吸收率（SpecificAbsorptionRatio,SAR）值，分析系统的安全性。有学者采?准静态法分别近似估计系统电场和磁场的分布，通过计算基于?种不同的?体等效模型的SAR值，研究系统的电磁安全性。瑞?联邦理?学院电磁与声学实验中?及美国华盛顿?学针对线圈直径580mm、频率范围1～20MHz的?线电能传输系统和线圈直径范围20～150mm、系统功率5W、频率100kHz的?尺??线电能传输系统的电磁环境进?了全?研究。关于电磁安全性，国内研究较少，针对不同应?场景下的?强磁场对周围?物体的影响，尤其对?体的危害程度仍需进?步研究。
05相关产品标准化产品标准化是制约?线电能传输技术在不同应?场景下相关产品?范围推?的关键因素，?前已形成Qi标准、PMA标准和A4WP标准三?技术标准。2015年6?，PMA与A4WP两?阵营正式合并为AirFuel?线充电联盟，将相互兼容对?的?线充电技术标准，加速了?线充电在全球应?的普及。2016年5?31?，美国汽车?程师协会（SocietyofAutomotiveEngineers,SAE）发布?线充电指南SAETIRJ2954，被视为电动车的?线充电标准。2018年12?29?，中国通信?业协会团体标准《移动终端?线充电装置》正式发布，对18kg及以下的?线充电装置的安全性、电磁兼容性、环境适应性和性能的相关要求和检测?法进?了规定
。针对不同应?场景的?线电能传输相关标准国内外?度重视。国外从?功率电?设备到?功率交通运输均出台了相关标准，我国针对不同应?场景的标准制定则?较缓慢，为了使我国基于?线电能传输技术的相关产品在产业化进程中摆脱国外的制约，必须加快标准的制定。2?线电能传输技术产业化发展现状分析随着?线电能传输技术在各领域的快速渗透，?线电能传输产业链条上的各部分组部件?商以及与之相关技术性公司发展迅速。中国产业信息研究?发布的《2017—2022年中国?线充电?业市场深度分析与投资前景预测研究报告》数据显?，?线充电市场2022年将达到140亿美元，渗透率提升到60%以上。从电动汽车应?领域看，根据国外研究机构ResearchandMarkets预测，由于电动汽车和插电式混合动?汽车不断增长的需求带动以及?线充电系统制造商研发?度加?，电动汽车充电市场规模整体增长，预计?2025年，电动车?线充电市场规模预计达4.07亿美元，2020～2025年期间的年复合增长率将到117.56%。?向?线充电全产业链上的系统?案设计、芯?和磁性材料组部件、制造?艺等重要组成部分，美国、?本等国家对中国形成的技术壁垒依旧很强，图18为?线充电全产业链结构。图18?线充电全产业链结构基于此，我国?向?线电能传输技术全产业链条，亟需加强研发具有?技术参数、更?可靠性、更?安全运维的?主知识产权相关成果，推进我国?线充电产业在国内外从“跟跑、并跑到领跑”的转变，确保我国?线充电产业持续健康发展。结论本??先对?线电能传输技术的原理和分类做了简要叙述，重点介绍了该技术在电?设备、医疗器件、智能家居、交通运输、?业制造等领域的应??平、研究进展及其关键问题；其次对该技术的研究成果和相关专利进?了数据分析；最后总结了?线电能传输技术应?中出现的传输参数组合最优化、电磁能量传输鲁棒性、多发射源多负载技术、电磁环境?物安全性、相关产品标准化五?共性问题，并分析了?线电能传输技术产业化发展现状。以上研究成果发表在2021年第8期《电?技术学报》，论?标题为“?线电能传输技术应?研究现状与关键问题”，作者为薛明、杨庆新
等。收藏举报
篇二：无线电能传输技术的研究现状与应用综述
水下无线电能传输技术及应用研究综述
随着人类对海洋资源的不断开发和利用，水下通信技术也越来越受到关注。水下无线电能传输技术是一种新兴的水下通信技术，它可以将电能通过水下无线电波传输到远离电源的设备，为水下设备的长期运行提供了可靠的能源保障。本文将对水下无线电能传输技术及其应用进行综述。
一、水下无线电能传输技术的原理
水下无线电能传输技术是利用水下无线电波将电能传输到远离电源的设备。其原理是将电能转换为高频电磁波，通过水下无线电波传输到接收设备，再将电磁波转换为电能。水下无线电波的传输距离受到水下环境的影响，一般情况下，传输距离不会超过几百米。
二、水下无线电能传输技术的应用
1.水下设备的长期运行
水下设备的长期运行需要稳定的能源供应，而水下无线电能传输技术可以为水下设备提供可靠的能源保障。例如，水下油井、水下监测设备等都可以采用水下无线电能传输技术。
2.水下机器人
水下机器人是一种可以在水下进行各种任务的机器人，其能源供应也是一个难题。水下无线电能传输技术可以为水下机器人提供可靠的能源供应，使其能够长时间在水下工作。
3.水下通信
水下通信是一种重要的水下应用，而水下无线电能传输技术可以为水下通信提供可靠的能源供应。例如，水下声纳、水下摄像头等设备都可以采用水下无线电能传输技术。
三、水下无线电能传输技术的发展趋势
随着水下技术的不断发展，水下无线电能传输技术也在不断改进和完善。未来，水下无线电能传输技术将更加智能化和自动化，能够实现远程控制和监测。同时，水下无线电能传输技术的传输距离也将不断扩大，能够满足更多水下设备的能源需求。
水下无线电能传输技术是一种新兴的水下通信技术，具有广阔的应用前景。随着技术的不断发展，水下无线电能传输技术将为水下设备的长期运行和水下通信提供更加可靠的能源保障。
篇三：无线电能传输技术的研究现状与应用综述
无线电能传输技术的应用与研究现状
杨平;张宏升
【期刊名称】《电子机械工程》
【年(卷),期】2017(33)3【摘
要】作为主要的无线电能传输技术,电磁感应式和磁耦合谐振式无线供电已在小型化供电、智慧家居、医疗和电动汽车等领域得到日趋广泛的应用.文中从应用领域角度阐述了无线电能传输技术的研究现状,同时也介绍了SMC电子科技大学技术中心的部分研究成果,指出了现阶段有关研究重点和问题.
【总页数】4页(P1-4)
【作
者】杨平;张宏升
【作者单位】电子科技大学机械电子工程学院,四川
成都611731;电子科技大学机械电子工程学院,四川
成都611731【正文语种】中
文
【中图分类】TM714.3【相关文献】
1.无线电能传输技术发展现状与趋势[J],陈硕翼;张丽;唐明生;李建福
2.无线电能传输技术的研究现状与应用综述[J],范兴明;高琳琳;莫小勇;赵迁;贾二炬
3.家用电器无线电能传输技术发展及现状[J],朱焕杰;张波
4.无线电能传输技术应用研究现状与关键问题[J],薛明;杨庆新;章鹏程;郭建武;李
阳;张献
5.无线电能传输技术发展与标准化工作现状[J],陈耀
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买
篇四：无线电能传输技术的研究现状与应用综述
无线电能传输技术的研究综述
摘要：当今社会进入到信息智能化时代，作为智能时代的代表性技术的无线电能传输技术是当今社会研究与应用的热门技术。工业生产行业的无线电能传输技术的引进能够极大地节省相关行业的人力物力，消费类电子行业的无线电能传输技术的引进能够便利消费者的对相关消费电子产品使用，因此无线电能传输技术是一项重大的技术。
关键词：无线电能传输；技术
一、国内研究现状
无线电能传输技术在我国起步较晚，大约2000年，国内开始有相关单位研究这个技术。2001年，安石油学院的李宏教授，发表的一篇关于感应电能传输技术在矿井用感应电力机车应用的文章标志着我国对此项研究技术的开始。同年，庆大学自动化学院的孙跃教授开始了对电磁感应耦合无线电能传输进行大量的研究，2002年该研发团队开始研发感应式电能传输系统，前已应用于充电汽车、日常电器等领域。2003年，重庆大学樊华、郑小林、皮喜田、彭承琳等对用于体内诊疗装置的无线电能传输方案进行了研究。这些标着我国在无线电能传输技术的研究上的突破。
二、无线电能传输技术
1电磁耦合谐振输电技术
电磁耦合谐振无线输电技术理论首先由美国人Marin提出并进行研究，2007年7月其团队利用该理论成功将电能输送至2m远的地方，将60W的灯泡点亮，传输效率为40%。无线电能传输技术具有传输功率大、传输效率高、传输距离较远、方向性要求不高、对生物体影响不大等优点。到目前为止，国内外研究机构针对该技术已在系统建模、拓扑变换、阻抗匹配、电磁安全、标准制定等方面取得了很大的进展。电磁耦合谐振无线输充电系统框图如图1所示。
图1电磁耦合谐振无线输电技术包括两个部分，分别为发射部分与接收部分，其中发射部分主要包括工频交流电源，整流器、逆变器、发射线圈等装置；而接收部分则包括接收线圈，整流装置，负载等装置。工频交流电源首先通过整流装置转变成直流电，然后利用逆变器将直流电逆变成具有谐振频率的交流电，通过耦合作用将电能从发射圈输送到接收圈，再将接受的电能转换满足负载所需要的电压与电流要求。
磁耦合谐振式的无线电能传输在距离高于一定的数值时，它的传输距离和传输效率会成反比，而低于这个数值时，它的传输效率会与传输距离成正比。
2感应式无线输电技术
感应式无线充电技术的基本原理是电磁感应原理，是利用电源侧线圈产生交变磁场，耦合到负载线圈，从而将电能传递给负载。感应式无线电能传输采用近场传输，在近场区只有电磁能量相互转换，在某个确定频率下，线圈工作在谐振频率点，因为原边和副边的谐振频率相同，所以能高效地传输能量。电磁感应无线输充电系统框图如图2所示。
图2感应式输电技术以现代控制理论为理论基础，利用能量交换技术、磁场耦合
技术基于变压器的变形应用，实现能量从静止设备向可移动设备的非接触传递。通过一系列的电力电子变换技术在初级线圈中产生交流电流，经过空气间隙向次级辐射电磁波，从而实现能量的非接触传输，该系统可等效地看成一种松耦合变圧器，其与传统的变压器区别在于初级线圈与次级线圈有较大的空气磁路该项技术的优点在于原理简单，容易实现，近距离电能传输效率高，缺点是传输距离短，对位移和频率变化的稳定性差，对一次、二次传输线的形状和对齐方式要求较高，一旦出现相对位移，系统的传输效率会急剧下降。并且，随着传输距离的增大，能量传输的效率会减小。
3微波辐射无线电能传输技术
微波辐射无线电能传输技术，在1964年由雷神公司的WilliamC.Brown利用微波技术进行直升机平台无线供电实验验证，并取得成功，随后他将微波能量束传输到1英里远处的接收站传输功率为30W。电场耦合无线充电系统框图如图3所示。
图3所谓微波输电，就是用微波源把电能转变为微波，然后由天线发射出去；大功率的电磁射束通过自由空间后被接受天线收集，经微波整流器重新转变为电能。它的实质就是用微波束来代替输电导线，通过自由空间把电能从一处输送到另一处，微波辐射无线输电技术，由于微波的穿透性，使得微波可以穿透某些障碍物，可以适用于远距离的电能传输。但是大气中的空气介质有不稳定性，使得微波传输有不定向性，并且空气中的杂质和水蒸气会造成能量的大量损害，生物体吸收大量的微波也会影响生物体的发育和生长。
4电场耦合式无线电能传输
电磁干扰和金属障碍物阻碍能量传输的问题一直是制约电磁感应技术和磁耦合技术进一步发展的关键原因，而电场耦合电能传输恰好可以解决这个问题。电场耦合电能传输的原理是在发射能量侧和接收能量侧分别设置电极，利用金属板之间的电容效应来实现无线电能传输的，也叫做电容耦合式无线电能传输。这种传输方式有两个特点：(1)能量可以穿越金属障碍物。当极板间存在金属障碍物时，能量能够正常的穿越屏障完成传输，而不会像感应耦合方式那样被截断；(2)电磁干扰很低：因为电场只存在于两极板之间，系统中电磁干扰可以大大的减少。
结束语
无线电能传输技术是当今最为高端的智能技术之一，其应用场景较广，有着很高的应用价值。当前无线电能传输技术发展较好，但是该技术在大型高功率电子设备的应用还有待成熟。当然，就目前发展来看，无线电能传输技术在其他领域的应用也是一个大的趋势。
参考文献:[1]傅含，张国忠，叶邯.磁耦合谐振式无线电能传输[J].山东工业技术，2017，（12）：160-161.[2]黄润鸿，张波，朱喆.无线电能传输技术电磁环境研究综述[J].南方电网技术，2017，（11）：39-44.
篇五：无线电能传输技术的研究现状与应用综述
无线电能传输技术综述及应用前景
随着我国科学技术的不断发展与进步，无线电能传输技术作为一种新型电能传输技术，越来越受到科研工作者的关注。由于它具有及其强大的环境适应能力，可以避免许多传统充电方式给人们带来的的很多不方便问题，尤其是在一些特定场合，无线电能传输技术显示出了传统电缆线供电方式所不能达到的的独特优势，极大地为设备供电提供了方便，而且大大降低了传输时可能出现的安全隐患。本文在讲述无线电能传输技术的实现方式、在我国的发展以及现在的发展状况，并且对无线电能传输技术的应用及发展前景进行了分析与探讨。
无线电能传输技术；综述；应用前景
前言
无线电能传输技术有名无接触电能传输技术，是指一种借助于电磁场或电磁波进行能量传递的技术，目前我国对此技术还在继续研究阶段。现在的无线电能传输是由电磁感应式、电磁共振式和微波电能传输方式三种方式来实现的。由于越来越多的电子产品的出现，为人们的生活带来了极大的方便，但是传统的通过导线或者插座充电的电力传输方式已经逐渐不能适应更新换代极快的电子产品了。人们希望能有更加新型的电能传输技术来取代的传统电力传输方式，从而来消除纷乱电源线给人们带来的巨大困扰。因此，无线电力传输技术便很自然的顺应了人们的需求，随之便走进了人们的日常生活以及各个所需要的领域。
1.无线电能传输技术在我国的发展
2.目前无线电能传输技术的实现方式
作者在前文中提到过，按照原理来分，目前在已经出现的无线电能传输技术中，主要有电磁感应式、电磁共振式以及微波电能传输方式三种技术方式。其中电磁感应式是利用变化中的电流来通过初级线圈而产生磁场，由变化的磁场再次通过次级线圈感应出电场，从而来达到电能的传输。这种方式是无线电能传输中目前出现最早、发展最快、应用最多的技术。而电磁共振式技术，它将天线固有的频率与发射场电磁频率相一致时引起的电磁共振接收后，通过电磁耦合的共振效应来达到电能传输，2007年的MIT就是通过这种技术方式来实现的。这种共振技术方式适合在短距离内使用需要大功率电源的机器，如汽车、电冰箱等。所谓的微波电能传输技术，是将电能转化为微波，让电力以微波的方式发射，然后微波经自由空间传送到目标位置，通过微波辐射的方式到达接收端，转化成直流电能的技术。一般的微波电能传输方式距离比较短，通常为10m左右，而且这种技术方式功率小，传输效率低，应用的范围也较小。正常情况下，研究人员都会用前两种技术方式来进行具体的实验和操作，但微波电能传输技术也可以在近距离内被较小拱了的电器使用，如麦克风、电吹风等。以上三种无线电能传输的技术方式是研究中必不可少的，在整个研究领域内具有非常重要的地位。因此科研工作者对这三种技术方式的研究从来没有放松过，要想将无线电力传输技术应用于其他领域，必须对这三种技术方式最够熟悉的掌握其主要内容，为后面的研究打好基础。
3.目前无线电力传输技术所面临的问题
无线电能传输技术在我国虽然不是一个新的概念，但是它的新技术和新应用的引入已经使它成为一门新的值得研究的学科。虽然目前我国无线电能传输技术在不断的进步，但是在研究过程中仍然会有很多的问题存在。比如在无线电力传输的效率和距离的计算，高频功率电源和整流技术等问题仍没有得到比较好的解决。而被研究出来的高频电源方案在运用于实际生活中都普遍存在着效率低下、设计复杂等问题的缺陷，并且无线电力传输技术在系统控制方面也存在着较明显的问题。在研究如何能更好的利用无线电力传输技术时，还要考虑电磁辐射对人身是否安全和是否会对周围环境造成不利的影响。由于无线电力的传输不像传统的供电方式那样可以在传输路径上得到很好的控制，它是通过微波的发射来来传输电力的，所以如果有高能量的能量密度出现，则会对人们的身体安全带来影响。还有就是系统整体性能有待提高整体传输效率低。其主要原因还是由于能量的控制难以掌握，科研工作者还是无法达
到能量的对点传送，在整个传输的过程中仍然会通过散射的方式来损耗掉一部分能量，这样的低效率甚至是影响整个系统效率的关键因素。但是随着电子传输技术的不断进步，传输的效率也会逐渐提高，所以控制好微波的传输密度也是研究人员目前面临的一个比较严重的问题。
4.我国无线电力传输技术的应用前景
结语
无线电力传输是一项很有发展前途的新技术，因为其特有的安全性、便捷性而成为了现在人们研究的热点问题之一。尽管它也存在着一些很明显的缺点，如稳定性差、系统传输难以控制、传输效率低等。但作者相信在广大科研工作者的努力下，这一技术的发展将会有更好的条件、更光明的前景。未来，无线电力传输将会完全取代传统的电力传输方式，并且将会不断融入人们的生活当中，逐渐改变人们的生活方式，让人们真正实现过无线生活的梦想。虽然这个过程会经历很多的艰辛，历经很长的时间，会伴随着无数次的实验与失败，但是作者认为只要坚持着不要轻易放弃，就会达到我们所期望得到的目标。
篇六：无线电能传输技术的研究现状与应用综述
无线电能传输技术研究与应用综述
无线电能传输技术是一种新兴的能源传输方式，它通过无线电波将能量传输到接收器中，从而实现对电子设备的供电。这种技术具有很多优点，如无需使用电线，可以实现远距离传输，同时也可以避免电线损耗和安全隐患等问题。因此，无线电能传输技术在智能家居、医疗设备、无人机等领域得到了广泛的应用。
在智能家居领域，无线电能传输技术可以实现对智能家居设备的供电，如智能灯泡、智能插座等。这种技术可以避免电线的布线问题，同时也可以实现对设备的远程控制，提高了智能家居的便利性和安全性。
在医疗设备领域，无线电能传输技术可以实现对医疗设备的供电，如心脏起搏器、人工耳蜗等。这种技术可以避免电线的使用，减少了手术的风险和不适感，同时也可以实现对设备的远程监控，提高了医疗设备的安全性和可靠性。
在无人机领域，无线电能传输技术可以实现对无人机的供电，如无人机充电站等。这种技术可以避免电线的使用，提高了无人机的灵活性和可靠性，同时也可以实现对无人机的远程控制和监控，提高了无人机的安全性和效率。
无线电能传输技术是一种具有广泛应用前景的新兴技术，它可以实现对电子设备的远程供电，避免了电线的使用，提高了设备的便利
性和安全性。随着技术的不断发展，无线电能传输技术将会在更多的领域得到应用，为人们的生活带来更多的便利和舒适。
推荐访问:无线电能传输技术的研究现状与应用综述 电能 综述 传输