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?？梢灶A(yù)計(jì)隨著MCRWPT技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，MCRWPT技術(shù)必將在各領(lǐng)域取得廣泛的應(yīng)用。

（1）便攜式設(shè)備無線充電

手機(jī)、智能手表等便攜式電子設(shè)備已經(jīng)成為日常生活的必需品，而傳統(tǒng)的有線充電會(huì)造成線纜過多、纏繞雜亂等弊端。無線充電技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)即放即充、方便快捷，現(xiàn)在便攜電子產(chǎn)品行業(yè)普遍支持的Qi標(biāo)準(zhǔn)無線充電器也能實(shí)現(xiàn)不同品牌設(shè)備都能適配，不用擔(dān)心不兼容

的問題。2019年各大手機(jī)品牌發(fā)布的旗艦手機(jī)都支持無線充電的功能，華為發(fā)布的旗艦手機(jī)甚至能夠支持雙向無線充電。由此可見，隨著WPT技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，無線充電技術(shù)在便攜式電子設(shè)備應(yīng)用中會(huì)有廣闊的市場(chǎng)。

（2）醫(yī)療電子無線充電

植入式醫(yī)療設(shè)備可以替代人體已經(jīng)喪失功能的器官繼續(xù)正常工作，也可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人體各項(xiàng)身體指標(biāo)是否正常。目前，多數(shù)植入設(shè)備采用鋰電池供電，電池壽命有限，給患者更換過程中帶來的手術(shù)痛苦加劇了患者的身體和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

2018年北德克薩斯大學(xué)研制的一種能夠監(jiān)控神經(jīng)回路功能障礙的植入設(shè)備只有硬幣大小的WPT模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)5mm距離的電能傳輸。隨著WPT技術(shù)的不斷發(fā)展，其在植入式醫(yī)療設(shè)備的應(yīng)用能夠得到更廣泛的推廣。

（3）水下設(shè)備無線供電

傳統(tǒng)的通過電纜向水下設(shè)備進(jìn)行濕插拔式充電的操作復(fù)雜、成本昂貴、易產(chǎn)生漏電事故，限制了水下設(shè)備的續(xù)航和工作能力。MCRWPT技術(shù)系統(tǒng)在近、中距離時(shí)，都能實(shí)現(xiàn)電能的大功率高效傳輸，特別適合海洋環(huán)境水下航行器等機(jī)電設(shè)備的電能補(bǔ)給。因此可以預(yù)計(jì)，MCRWPT技術(shù)將會(huì)被廣泛應(yīng)用于海洋機(jī)電設(shè)備電能補(bǔ)給領(lǐng)域。

（4）電動(dòng)汽車無線充電

隨著新能源電動(dòng)汽車普及程度越來越高，電動(dòng)汽車充電的便利性、安全性和智能性也成為人們?nèi)找骊P(guān)注的焦點(diǎn)。2015年寶馬i8安全車采用功率達(dá)到7.2kW的Qualcomm Halo無線充電系統(tǒng)在1h內(nèi)將其容量為7.1kW·h的電池充滿電。一旦電動(dòng)汽車無線充電技術(shù)得到大規(guī)模的普及和應(yīng)用，不但能夠?qū)崿F(xiàn)能源的互聯(lián)，還能對(duì)無人駕駛電動(dòng)車的商業(yè)化推廣和應(yīng)用帶來極大的促進(jìn)作用。

（5）工程設(shè)備無線供電

針對(duì)一些特殊的工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)景，由于工作環(huán)境限制，特別是一些高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備上的電能供應(yīng)，需要保證既不影響工作進(jìn)度又能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)電能傳輸，無線電能傳輸能夠很好地應(yīng)用于此類應(yīng)用場(chǎng)景。

2001年北京科技大學(xué)研制的軋機(jī)轉(zhuǎn)矩遙測(cè)系統(tǒng)使用感應(yīng)式無線供電首次實(shí)現(xiàn)了在線式實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)軋機(jī)轉(zhuǎn)矩參數(shù)，并打破了國外的壟斷，經(jīng)過十幾年的不斷發(fā)展進(jìn)步，軋機(jī)轉(zhuǎn)矩遙測(cè)系統(tǒng)使用MCRWPT技術(shù)進(jìn)行無線供電并實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩遙測(cè)系統(tǒng)在多家鋼廠長期穩(wěn)定的運(yùn)行。無線供電技術(shù)因其獨(dú)有的便捷性、安全性和靈活性，能夠輔助更多的工程設(shè)備在復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景發(fā)揮其特殊用途。

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)。