邊開車邊充電 這項(xiàng)技術(shù)可解決充電煩惱

智能手機(jī)已經(jīng)無線充電，前提是它們保持靜止。無線充電在車內(nèi)也可以實(shí)現(xiàn)，但如果需要靜止不動(dòng)，幾乎和在充電站停留兩個(gè)小時(shí)充電一樣。因此，研究人員一直在努力解決電動(dòng)汽車邊行駛邊充電的問題。

日前，斯坦福大學(xué)電氣工程師范善輝和實(shí)驗(yàn)室研究生Sid Assawaworrarit演示了一種全新的無線充電技術(shù)，可以為未來在道路上行駛的電動(dòng)汽車提供動(dòng)力。三年前，他們建造了第一個(gè)移動(dòng)物體無線充電系統(tǒng)，但當(dāng)時(shí)這項(xiàng)技術(shù)的充電效率太低，無法擴(kuò)展到其他應(yīng)用。據(jù)悉，這款最新的充電系統(tǒng)很快就能為在倉庫和工廠車間移動(dòng)的機(jī)器人進(jìn)行無線充電，確保機(jī)器人能夠連續(xù)工作24小時(shí)。

根據(jù)原理，無線充電器通過產(chǎn)生磁場(chǎng)來傳輸電能，磁場(chǎng)會(huì)以一定的頻率振蕩，在接收裝置的線圈中產(chǎn)生共振。問題是，如果電源和接收設(shè)備之間的距離稍微改變，諧振頻率也會(huì)改變。

為了解決這個(gè)問題，三年前，研究人員開發(fā)了一種無線充電器，即使與接收設(shè)備的距離發(fā)生變化，也能傳輸電能。研究人員的想法是通過集成放大器和反饋電阻來實(shí)現(xiàn)頻率諧振，這樣可以消除距離帶來的問題。但是這種方法并不實(shí)用，放大器本身需要使用大量的功率才能達(dá)到放大效果，導(dǎo)致系統(tǒng)的傳輸效率只有10%左右。

在最新的研究中，研究人員展示了如何將系統(tǒng)的無線傳輸效率提高到92%。據(jù)報(bào)道，關(guān)鍵是用更高效的“開關(guān)模式”放大器取代原來的放大器。這種放大器只有在非常精確的條件下才能產(chǎn)生高效的放大效果。經(jīng)過多年的修復(fù)和額外的理論工作，研究人員設(shè)計(jì)了這種有效的電路結(jié)構(gòu)。

據(jù)了解，最新的充電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)可以在2-3英尺的距離內(nèi)無線傳輸10瓦的功率。研究人員表示，該系統(tǒng)擴(kuò)展后，將不會(huì)對(duì)傳輸一輛汽車所需的數(shù)十或數(shù)百千瓦電力造成根本性障礙。此外，該系統(tǒng)的傳輸速度足以為高速汽車提供動(dòng)力，只需幾毫秒即可完成動(dòng)力傳輸。但唯一的限制因素是汽車電池吸收所有電量的速度有多快。

這種無線充電技術(shù)會(huì)對(duì)人們的健康造成威脅嗎？研究人員表示，充電不會(huì)影響人體健康，即使是功率極強(qiáng)的車載無線充電器產(chǎn)生的磁場(chǎng)也在現(xiàn)有安全標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。事實(shí)上，磁場(chǎng)可以在人體內(nèi)傳輸電流，人們不會(huì)有任何感覺。