讓 “無線供電”夢想成真我國非接觸電能傳輸研究獲多項重大成果

能否靈活、持續(xù)供電是電動車產業(yè)發(fā)展的瓶頸。重慶大學“非接觸電能傳輸技術研究團隊”的多項自主知識產權成果，改變了只能“依靠導電體(電線)直接傳輸電能”的傳統(tǒng)供電模式，為電動車等移動電器設備提供了最佳供電方式，是電能傳輸和電源接入方式的革命性進步。最近，他們完成的一項國家自然科學基金支持的重要研究成果《感應耦合電能傳輸系統(tǒng)互感耦合參數的分析與優(yōu)化》實現了該系統(tǒng)的全局最優(yōu)設計。

非接觸電能傳輸技術(CPT)是一種借助于空間軟介質(如磁場、電場、激光、微波等)實現將電能由源極(電源端)傳遞至用電設備(受電端)的一種電能全新供給方式，是電工技術領域一個研究和開發(fā)熱點。它改變了只能“依靠導電體(電線)直接傳輸電能”的傳統(tǒng)供電模式(接觸式電能傳輸模式)，該技術有效克服了傳統(tǒng)接觸式電能傳輸和接入模式所存在的靈活性差、不美觀、接觸火花等問題，是電能傳輸和電源接入方式的一種革命性的進步。該技術的發(fā)明和推廣應用，一方面解決了電能的遠距離無線輸電問題，另一方面，解決用電設備以非接觸方式的電源接入問題，真正實現“電能的無線傳輸”。

非接觸電能傳輸(CPT)系統(tǒng)采用電磁感應耦合方式實現電能的非接觸傳輸，克服了傳統(tǒng)的導體接觸傳輸方式帶來的一系列缺點與不足。對該系統(tǒng)的研究必將導致大量新的研究領域的出現和產生新的經濟增長點，帶動相關技術的發(fā)展。

早在公元1889年，著名物理學家特斯拉便開始展開對于遠距離無線傳輸電能的研究，他在當時就預言：“幾十年后，人類將徹底解決無線輸電問題”。該技術可廣泛應用于城市電氣化交通(輕軌電車、電動車)、廠礦吊裝和運輸設備、自主移動機器人、人體內置電機構等領域實現便捷、可持續(xù)化供電，具有非常廣泛的市場前景。

該項技術真正實用化開發(fā)起源于上世紀90年代中期，目前，已經在部分小功率領域得到較好的發(fā)展，作為大容量應用開發(fā)還處在初步探索階段，尚有大量的關鍵技術亟待解決。特別是隨著電動車的發(fā)展，該項技術是解決電動車便捷充電和持續(xù)實時供電的很好解決方案。由此，引起國際上的高度重視，新西蘭、德國、日本、美國等國家正積極進行該技術的實用化開發(fā)。

重慶大學自動化學院孫躍教授帶領的非接觸電能傳輸技術研發(fā)課題組自2001年便開始了對國內外“CPT技術”相關基礎理論與實用技術的密切跟蹤和研究，并與國際上在該領域研發(fā)工作處于領先水平的新西蘭奧克蘭大學波依斯(Boys)教授為首的課題組有著廣泛的學術交流與科技合作，是國內最早最系統(tǒng)從事該技術研究與開發(fā)的團隊。經過多年研究他們已基本形成具有自身特色的理論技術體系，并具備開發(fā)功率達10kW等級的非接觸電能傳輸裝置。先后在《IEEE Transactions on Power Electronics》、《中國電機工程學報》、《自動化學報》以及《電工技術學報》等國內外重要刊物上發(fā)表高水平論文35篇，申請并獲得授權發(fā)明專利10項。該技術目前在國內還處于推廣應用的起步階段。

由重慶大學孫躍教授與夏晨陽博士聯合撰寫并發(fā)表的論文《感應耦合電能傳輸系統(tǒng)互感耦合參數的分析與優(yōu)化》，針對ICPT系統(tǒng)常用的典型拓撲結構，全面分析了互感耦合參數對系統(tǒng)功率傳輸的影響。同時，針對ICPT系統(tǒng)在設計過程中，功率最優(yōu)傳輸條件和效率最大傳輸條件相矛盾的現象，提出了一個新的ICPT系統(tǒng)綜合評價指標，通過在該指標下對互感耦合參數進行選取，實現了ICPT系統(tǒng)功率傳輸特性和效率特性的總體最優(yōu)設計。