東京大學的研究人員設計了一款旋轉的桌上設備,模擬電動車(EV)的無線充電。該設備能夠在接近每小時 25 英里(約 40 公里)的速度下,將 3 千瓦的電力傳輸至接收單元。這項研究團隊表示,電動車是未來交通的趨勢,為通勤者提供了一種環保的最後一公里連接選擇。各國正致力於通過從燃油車轉向不產生尾氣排放的電動車來顯著減少年度排放。
儘管電動車的接受度逐漸上升,但仍面臨著廣泛使用的挑戰。電動車的電池組是其最昂貴的組件之一,為了解決續航焦慮,製造商被迫安裝更強大的電池組,這進一步提高了車輛的價格。
無線充電是一個潛在的解決方案。如果電動車能夠無線充電,汽車製造商或許可以減少電池組的大小。這將幫助汽車在行駛過程中儲存能量,而無需在充電點靜止。這種稱為動態無線電力傳輸(DWPT)的技術可以在高速公路上部署,讓車輛在行駛過程中實時充電。然而,測試這項技術的成本也相當高,因為需要在路面埋設發射線圈。研究實驗室通常無法承擔建造這種測試路面的財政負擔,因此東京大學的助理教授太田良輔設計了一個可以在實驗室內模擬充電條件的桌上設備。
這款桌上設備的工作原理是模擬電動車接收單元在充電發射線圈上的運動。接收單元安裝在一個平衡臂上,並可由伺服馬達精確移動。在臂的下方,研究人員安裝了一個豆形發射線圈,然後模擬在高速公路上安裝該線圈時所產生的電磁環境。研究人員通過比較測試路面和桌上設備的電磁場讀數,確認該設備準確模擬了測試條件。
在原型中,研究人員還研究了設備在高速旋轉時的機械應力。當模擬電動車以每小時 25 英里(約 40 公里)移動時,研究人員希望觀察非微小的力量是否會影響設備的耐用性或精度。研究團隊在其桌上設備的線圈之間演示了 3 千瓦的電力傳輸,更重要的是,他們能夠研究兩個線圈之間的錯位影響,這在實際道路上經常發生。
耦合效率在確定這種設置中可以傳輸多少電力方面至關重要。儘管過去曾有嘗試研究這一問題,但該領域的研究仍然有限。然而,這款桌上設備現在可以更容易地分析不同的對準方式,並在更現實的條件下進行研究。這款桌上設備不僅為 DWPT 研究開啟了新的途徑,還使較小的研究實驗室能夠參與無線充電領域,從而促進其快速發展。這項研究的結果已發佈於《IEEE 開放車輛技術期刊》。




