無線電能傳輸技術(shù)因其獨(dú)特的傳輸優(yōu)勢(shì)成為當(dāng)下國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)課題，磁耦合諧振式無線電能傳輸（Magnetic Coupling Resonant Wireless Power Transfer, MCRWPT）技術(shù)以其在近場(chǎng)區(qū)傳輸?shù)淖陨韮?yōu)勢(shì)成為當(dāng)前最為熱門的無線電能傳輸方式之一。

MCRWPT技術(shù)傳輸距離可以從十幾厘米到幾米，傳輸功率可以從幾十瓦到幾千瓦，電能傳輸效率（Power Transfer Efficiency, PTE）在40%～90%，從各個(gè)方面都具有比較明顯的優(yōu)勢(shì)，因此成為當(dāng)下WPT領(lǐng)域最為熱門的研究方向。

2007年麻省理工學(xué)院Marin Soljacic教授團(tuán)隊(duì)在中距離WPT方面取得了突破性進(jìn)展，以40%的PTE點(diǎn)亮2m外的一盞60W燈泡，并首次提出了MCRWPT的概念，引領(lǐng)了WPT技術(shù)研究的新方向，并再次引起了世界范圍內(nèi)WPT研究熱潮。

利用MCRWPT進(jìn)行無線電能傳輸可以有效地解決傳統(tǒng)供電方式的多種缺陷，用電設(shè)備擺脫電纜束縛成為了可能，為人們的生活帶來了極大的便利。MCRWPT技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展將使人類在電能應(yīng)用方面有更大的靈活性和多樣性。

智能化

MCRWPT系統(tǒng)在傳輸效率和最大傳輸功率的優(yōu)化和提升方面已經(jīng)有了頗多的研究成果，為了能夠?yàn)椴煌ぷ鲌?chǎng)景提供較為穩(wěn)定的應(yīng)用，需要在系統(tǒng)智能化方面繼續(xù)深入研究。

在未來的應(yīng)用中為適應(yīng)多種工作場(chǎng)景，需要智能化控制以實(shí)現(xiàn)具有頻率自動(dòng)跟蹤技術(shù)、負(fù)載識(shí)別技術(shù)、自動(dòng)負(fù)載匹配以及自動(dòng)控制調(diào)諧來適應(yīng)外部工作環(huán)境變化引起的工作狀態(tài)改變，這些智能化技術(shù)能使MCRWPT技術(shù)更好地應(yīng)用于不同的工作場(chǎng)景，為更多的用電設(shè)備提供更好的應(yīng)用體驗(yàn)。

兼容性

目前WPT技術(shù)應(yīng)用較多的領(lǐng)域是手機(jī)、電動(dòng)汽車、家用電器、醫(yī)療電子等設(shè)備的無線充電和特殊環(huán)境工業(yè)設(shè)備無線供電等。特別是在家用電器和手機(jī)無線充電方面的應(yīng)用具有很大的潛力和市場(chǎng)前景，這就要求無線充電設(shè)備對(duì)不同的負(fù)載和設(shè)備能夠有較好的兼容性，能夠匹配應(yīng)用于不同設(shè)備的無線供電，由此才能使無線供電系統(tǒng)更好的推廣應(yīng)用。

電磁環(huán)境安全

WPT系統(tǒng)在其有效的工作范圍內(nèi)會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的高頻磁場(chǎng)，系統(tǒng)工作范圍內(nèi)的電磁環(huán)境安全是一項(xiàng)需要引起重視的研究課題。高頻電磁輻射對(duì)人體的危害，以及與周圍其他設(shè)備之間相互影響的問題，還需進(jìn)一步研究。

因此，研究改善電磁環(huán)境的方法和措施，建立系統(tǒng)安全性能的綜合評(píng)估方法，一方面可以確保系統(tǒng)能夠滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求；另一方面也決定著系統(tǒng)能否正常工作，為系統(tǒng)大規(guī)模推廣應(yīng)用提供了保障。

至今為止，WPT系統(tǒng)的電磁輻射影響范圍及其危害性未能在業(yè)界達(dá)成統(tǒng)一的共識(shí)，需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)和研究進(jìn)行確認(rèn)，值得廣大研究人員進(jìn)行深入的研究。

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

目前市場(chǎng)上推廣應(yīng)用較多的無線電能傳輸技術(shù)是電子設(shè)備和車輛的無線充電，國(guó)際上較為主流的無線充電標(biāo)準(zhǔn)主要有五個(gè)：Qi標(biāo)準(zhǔn)、PMA（power matters alliance）標(biāo)準(zhǔn)、A4WP（alliance for wireless power）標(biāo)準(zhǔn)、iNPOFi技術(shù)、Wi-Po技術(shù)。

其中，Qi標(biāo)準(zhǔn)是全球首個(gè)推動(dòng)無線充電技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化組織無線充電聯(lián)盟（Wireless Power Consortium, WPC）制訂的，是手機(jī)等小功率電子設(shè)備目前國(guó)際上應(yīng)用最為廣泛的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。目前Qi標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)布最新的Qi標(biāo)準(zhǔn)v1.2.4版本，將會(huì)進(jìn)一步規(guī)范無線充電市場(chǎng)并促使產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

針對(duì)輕型電動(dòng)汽車無線充電特定的SAE標(biāo)準(zhǔn)，目前已被多家歐美汽車企業(yè)所接受；國(guó)內(nèi)汽車領(lǐng)域無線充電標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計(jì)將于2020年發(fā)布。為了實(shí)現(xiàn)無線電能應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)化和大規(guī)模應(yīng)用推廣，更多領(lǐng)域的無線電能應(yīng)用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范仍需要進(jìn)一步的研究和制訂。

本文編自2020年第20期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》，論文標(biāo)題為“磁耦合諧振式無線電能傳輸特性研究動(dòng)態(tài)”，作者為賈金亮、閆曉強(qiáng)。