运用平行双线技术 日本推出新无线充电装置

充电技术一直是制约纯电动汽车行业快速发展的主要瓶颈，五六个小时的充电时间让普通消费者望而却步，尤其是在充电网络不发达的地区，用户存在严重的“里程焦虑”，即使是特斯拉的超级充电桩也无法完全解决问题。在这样的背景下，无线充电的诞生无疑是恰当的，满足了用户的刚性需求。

最近，日本奈良科技大学的一项研究使无线充电从实验室到实践迈出了一大步。日经科技在网上报道了这项研究，看起来很学术，但仔细阅读后，你会发现无线充电技术真的离我们越来越近了。

边移动边充电不是梦。

据报道，日本奈良NAIST信息科学研究系教授冈田实的实验室与电力设备和工业机器人制造商大阪变压器公司合作，开发了一种使用并联双线为移动设备和纯电动汽车充电的无线输电方法。

这是一种基于磁共振的线型无线充电技术，但电源供应商不布置多个电源线圈，而是将大约13MHz的高频电压施加到两条平行线（平行双线）上。线路的远端可以连接也可以分离。电流收集器是使用线圈的常见结构。

设想的目的是为纯电动汽车等移动物体充电。例如，在工厂的工业机器人通道或车道旁的人行道上设置平行双线，为装有电源接收器的机器人、纯电动汽车、电动公交车、自行车和行人的智能手机充电。

据介绍，与布置多个线圈作为电源的传统技术相比，新技术具有以下两个优点：（1）电源易于安装，（2）电源效率不易受到电源和受电器位置关系的影响。

并联双线技术的供电效率也取决于位置。这是因为平行双线中存在电流密度的驻波，并且在“振幅”和“节点”处可以传输的功率非常不同。冈田和其他人认为，这个问题可以通过弯曲节点部分的线来解决。

充电效率得到了提高，能源消耗也减少了。

并联双线之所以能成为无线充电系统的电源，是因为冈田等人发现了包括负载在内的整个系统在靠近受电线圈时可以实现阻抗匹配的匹配条件。具体而言，Okada等人已经证实，当并联双线与接收器和负载的磁场耦合时，等效电路等效于高通滤波器（HPF）。

HPF作为阻抗转换器来匹配电源和负载的阻抗。当接收器在线路上移动时，系统的阻抗匹配条件不仅受到导线的厚度和间距的影响，还受到接收器线圈在线路上的位置的影响。因此，当具有电力接收器的移动体沿着平行双线移动时，有必要通过使用嵌入电源侧的匹配器来动态匹配系统的阻抗。这种匹配器的开发是大阪变压器公司的责任。

尽管业界已经开发了几种线型无线电源系统，但这次的技术与这些系统不同。例如，日本丰桥工业大学电气与电子信息工程系教授大平晓的研究团队使用电场耦合，而平行双线技术使用磁场耦合。

龙谷大学理工学院电子信息系教授石崎敏夫的研究室和RyuTech正在开发的线性无线电源系统使用磁场耦合，但电源使用一种称为“微带线”的导体，可以传输电磁波。并联双线供电系统是由线路上的电磁场形成的驻波。

在使用轨道模型玩具试制的无线供电系统中，在传输40W功率时，传输效率比其他方法高出几个百分点。此外，这是在……之下……

条件是不控制电力接收线圈的阻抗。

根据介绍，如果结合接收线圈的阻抗控制，根据理论计算，即使考虑到由导线的电阻和涡电流引起的损耗，也可以将最大效率提高到约85%。如果没有传导损耗，理论效率将达到100%。充电技术一直是制约纯电动汽车行业快速发展的主要瓶颈，五六个小时的充电时间让普通消费者望而却步，尤其是在充电网络不发达的地区，用户存在严重的“里程焦虑”，即使是特斯拉的超级充电桩也无法完全解决问题。在这样的背景下，无线充电的诞生无疑是恰当的，满足了用户的刚性需求。

最近，日本奈良科技大学的一项研究使无线充电从实验室到实践迈出了一大步。日经科技在网上报道了这项研究，看起来很学术，但仔细阅读后，你会发现无线充电技术真的离我们越来越近了。

边移动边充电不是梦。

据报道，日本奈良NAIST信息科学研究系教授冈田实的实验室与电力设备和工业机器人制造商大阪变压器公司合作，开发了一种使用并联双线为移动设备和纯电动汽车充电的无线输电方法。

这是一种基于磁共振的线型无线充电技术，但电源供应商不布置多个电源线圈，而是将大约13MHz的高频电压施加到两条平行线（平行双线）上。线路的远端可以连接也可以分离。电流收集器是使用线圈的常见结构。

设想的目的是为纯电动汽车等移动物体充电。例如，在工厂的工业机器人通道或车道旁的人行道上设置平行双线，为装有电源接收器的机器人、纯电动汽车、电动公交车、自行车和行人的智能手机充电。

据介绍，与布置多个线圈作为电源的传统技术相比，新技术具有以下两个优点：（1）电源易于安装，（2）电源效率不易受到电源和受电器位置关系的影响。

并联双线技术的供电效率也取决于位置。这是因为平行双线中存在电流密度的驻波，并且在“振幅”和“节点”处可以传输的功率非常不同。冈田和其他人认为，这个问题可以通过弯曲节点部分的线来解决。

充电效率得到了提高，能源消耗也减少了。

并联双线之所以能成为无线充电系统的电源，是因为冈田等人发现了包括负载在内的整个系统在靠近受电线圈时可以实现阻抗匹配的匹配条件。具体而言，Okada等人已经证实，当并联双线与接收器和负载的磁场耦合时，等效电路等效于高通滤波器（HPF）。

HPF作为阻抗转换器来匹配电源和负载的阻抗。当接收器在线路上移动时，系统的阻抗匹配条件不仅受到导线的厚度和间距的影响，还受到接收器线圈在线路上的位置的影响。因此，当具有电力接收器的移动体沿着平行双线移动时，有必要通过使用嵌入电源侧的匹配器来动态匹配系统的阻抗。这种匹配器的开发是大阪变压器公司的责任。

尽管业界已经开发了几种线型无线电源系统，但这次的技术与这些系统不同。例如，日本丰桥工业大学电气与电子信息工程系教授大平晓的研究团队使用电场耦合，而平行双线技术使用磁场耦合。

龙谷大学理工学院电子信息系教授石崎敏夫的研究室，以及RyuTech正在开发的线性无线电源系统使用磁场耦合，但……

电源使用一种称为“微带线”的导体，它可以传输电磁波。并联双线供电系统是由线路上的电磁场形成的驻波。

在使用轨道模型玩具试制的无线供电系统中，在传输40W功率时，传输效率比其他方法高出几个百分点。此外，这是在不控制电力接收线圈的阻抗的条件下进行的。

根据介绍，如果结合接收线圈的阻抗控制，根据理论计算，即使考虑到由导线的电阻和涡电流引起的损耗，也可以将最大效率提高到约85%。如果没有传导损耗，理论效率将达到100%。

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