無線電能傳輸發(fā)展動(dòng)態(tài)及新趨向

廉世杰

（中國(guó)鐵塔股份有限公司天津市分公司，天津 300000）

電力系統(tǒng)在進(jìn)行電能的輸送過程中，通常采用的是同軸電纜為傳輸媒介，但該種方式需要消耗大量的能量，且由于線路老化、尖端放電等各種因素的影響，很容易產(chǎn)生電火花，這就會(huì)直接對(duì)供電設(shè)備和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性產(chǎn)生非常大的影響。而無線電能傳輸能夠緩解電能傳輸?shù)哪芰肯?，并能在一些特定的情況下進(jìn)行使用，例礦場(chǎng)、海洋等，這就能降低設(shè)備的損耗，進(jìn)一步降低可能發(fā)生的隱患，因此可加大對(duì)無線電能傳輸技術(shù)的研究。

1 無線電能傳輸發(fā)展現(xiàn)狀

無線電能傳輸是指一種不用傳統(tǒng)的物理媒介的技術(shù)，能量在傳輸過程中僅模擬傳輸，能量消耗后要繼續(xù)補(bǔ)充能量，無法傳遞舊能量；可信息傳輸卻是一種數(shù)字化的傳輸方式。目前，無線電能傳輸關(guān)鍵技術(shù)主要有以下幾種：

1.1 多模兼容技術(shù)

無線電能傳輸過程中要有統(tǒng)一的傳輸標(biāo)準(zhǔn)，以此來保證器智能性、便利性，多模兼容技的應(yīng)用能夠在同一個(gè)系統(tǒng)中運(yùn)用多種傳輸方式，以此來實(shí)現(xiàn)在接收端設(shè)計(jì)智能能量識(shí)別器，在發(fā)送端則設(shè)計(jì)多模合體模塊，為無線傳輸方式以及電能傳輸標(biāo)準(zhǔn)提供硬件技術(shù)基礎(chǔ)。

1.2 換能器研制技術(shù)

換能器運(yùn)行轉(zhuǎn)狀態(tài)會(huì)直接影響無線電能的傳輸，該器件的核心部件是天線的設(shè)計(jì)和制作，線圈的研發(fā)。為了更好的降低產(chǎn)品成本，產(chǎn)品體積變小，可通過優(yōu)化平面螺旋單線圈的設(shè)計(jì)，并研發(fā)最新型的二極管和頻率技術(shù)，以此來優(yōu)化天線和陣列設(shè)計(jì)。

1.3 工作頻率選擇和穩(wěn)定技術(shù)

工作頻率是在不同的情況下選擇最適合的能量傳輸頻率，而在不同能量環(huán)境中，需要合理的分配頻率點(diǎn)。且為了確保工作時(shí)的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)率，首先要優(yōu)化電路設(shè)計(jì)，并從中選擇最合適的材質(zhì)和器件，進(jìn)一步對(duì)工藝流程進(jìn)行優(yōu)化，以此來確定最合適的穩(wěn)定技術(shù)和頻率，特別是在工作頻率共振方式，能夠進(jìn)一步的分析電路中的非線性性質(zhì)以及能量傳輸機(jī)制，最終目標(biāo)則是防止無線電能傳輸過程中的分叉現(xiàn)象。

1.4 自適應(yīng)負(fù)載識(shí)別技術(shù)

該技術(shù)則是一種自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)負(fù)載，根據(jù)傳輸線路中的能量負(fù)載特性以及精確的位置確認(rèn)，同時(shí)還包含了一些負(fù)載參數(shù)差異化種類和辨識(shí)異物。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)等高科技理論和實(shí)踐技術(shù)的發(fā)展，這就為保證無線電能傳輸?shù)姆€(wěn)定性、智能性、自動(dòng)性等提供了技術(shù)基礎(chǔ)，并實(shí)現(xiàn)無線電能系統(tǒng)的智能優(yōu)化算法設(shè)計(jì)，通過智能運(yùn)行系統(tǒng)軟件來確定人機(jī)界面設(shè)計(jì)技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)備的負(fù)載自適應(yīng)頻率酸氨法、電能計(jì)算防范、能效最大距離算法等此來確定硬件設(shè)備。

1.5 倍能同傳技術(shù)

該技術(shù)是指在一個(gè)系統(tǒng)中就能實(shí)現(xiàn)信息和能量的傳輸，核心技術(shù)原理為：信息的控制能夠?qū)崟r(shí)的傳輸能量，進(jìn)而能夠精確區(qū)分信息和能量，能夠?qū)崿F(xiàn)能量和信息的同時(shí)傳輸。信息的傳輸主要是都對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸、電能傳輸鏈路通信、電能傳輸，因此能夠?qū)崿F(xiàn)傳能系統(tǒng)中的換能器和天線的合并，并設(shè)計(jì)出最佳的充電方案。

2 無線電能傳輸?shù)陌l(fā)展趨勢(shì)

無線電能傳輸技術(shù)應(yīng)該已經(jīng)被很多的研究學(xué)者認(rèn)可，也在各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的實(shí)踐引用，本文主要介紹了在以下幾個(gè)方面的發(fā)展趨勢(shì)：

2.1 智能家居領(lǐng)域

智能家居是最近較為熱點(diǎn)的一個(gè)新研究應(yīng)用方向，其中的關(guān)鍵技術(shù)是無線電能傳輸技術(shù)提供供電，這就能明顯提高智能家居實(shí)用性，例無線鼠標(biāo)、無線手機(jī)。

2.2 電動(dòng)汽車領(lǐng)域

電動(dòng)汽車領(lǐng)域中汽車的充電和充電樁建設(shè)是影響其發(fā)展的關(guān)鍵因素，而應(yīng)用無線電能無線傳輸技術(shù)能夠防止電動(dòng)汽車集中化充電造成的負(fù)面影響。在智能電網(wǎng)中，電動(dòng)車應(yīng)用無線充電技術(shù)能夠有效的改善其電網(wǎng)之間的互動(dòng)情況。

2.3 醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域

醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域中則主要是給設(shè)備供電，包括心臟起搏器、人工耳蝸、假體植入等。在一般情況下，植入的醫(yī)療設(shè)備都比較小，且耗電量比較小，因此可通過植入式電池來實(shí)現(xiàn)無線充電。無線電能傳輸技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在非接觸電能人體植入設(shè)備，各種方式則具備了以下的優(yōu)勢(shì)：直接物理連接，以此來避免出現(xiàn)直接接觸而導(dǎo)致感染；非接觸的植入設(shè)備因沒有線路連接，因此沒有物體實(shí)質(zhì)的線路，這就能避免出現(xiàn)意外事故，保證植入式設(shè)備的安全性；因采用的無線電能傳輸，降低了線路之間摩擦和各種酸堿性環(huán)境的腐蝕，這就具備非常可靠性和維護(hù)性。

3 結(jié)束語(yǔ)

無線電能傳輸技術(shù)是當(dāng)前較為新穎的研究技術(shù)，這種技術(shù)和傳統(tǒng)同軸電纜供電比較，無線電能傳輸技術(shù)在各個(gè)方面都具有非常高的優(yōu)勢(shì)，因此也在各個(gè)領(lǐng)域中也獲得了較為廣泛的應(yīng)用，例在醫(yī)療設(shè)比、智能家居等。因此在未來發(fā)展的進(jìn)程中，若是能不斷的推進(jìn)無線電能技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，以此來發(fā)展無線傳輸理論內(nèi)容和實(shí)踐應(yīng)用的不斷增強(qiáng)。