磁耦合谐振式无线电能传输技术的发展趋势分析

　　无线电能传输技术因其独特的传输优势成为当下国内外研究的热点课题，磁耦合谐振式无线电能传输（MagneticCouplingResonantWirelessPowerTransfer，MCRWPT）技术以其在近场区传输的自身优势成为当前最为热门的无线电能传输方式之一。

　　MCRWPT技术传输距离可以从十几厘米到几米，传输功率可以从几十瓦到几千瓦，电能传输效率（PowerTransferEfficiency，PTE）在40%～90%，从各个方面都具有比较明显的优势，因此成为当下WPT领域最为热门的研究方向。

　　2007年麻省理工学院MarinSoljacic教授团队在中距离WPT方面取得了突破性进展，以40%的PTE点亮2m外的一盏60W灯泡，并首次提出了MCRWPT的概念，引领了WPT技术研究的新方向，并再次引起了世界范围内WPT研究热潮。

　　利用MCRWPT进行无线电能传输可以有效地解决传统供电方式的多种缺陷，用电设备摆脱电缆束缚成为了可能，为人们的生活带来了极大的便利。MCRWPT技术的进一步发展将使人类在电能应用方面有更大的灵活性和多样性。

　　智能化

　　MCRWPT系统在传输效率和最大传输功率的优化和提升方面已经有了颇多的研究成果，为了能够为不同工作场景提供较为稳定的应用，需要在系统智能化方面继续深入研究。

　　在未来的应用中为适应多种工作场景，需要智能化控制以实现具有频率自动跟踪技术、负载识别技术、自动负载匹配以及自动控制调谐来适应外部工作环境变化引起的工作状态改变，这些智能化技术能使MCRWPT技术更好地应用于不同的工作场景，为更多的用电设备提供更好的应用体验。

　　兼容性

　　目前WPT技术应用较多的领域是手机、电动汽车、家用电器、医疗电子等设备的无线充电和特殊环境工业设备无线供电等。特别是在家用电器和手机无线充电方面的应用具有很大的潜力和市场前景，这就要求无线充电设备对不同的负载和设备能够有较好的兼容性，能够匹配应用于不同设备的无线供电，由此才能使无线供电系统更好的推广应用。

　　电磁环境安全

　　WPT系统在其有效的工作范围内会产生较强的高频磁场，系统工作范围内的电磁环境安全是一项需要引起重视的研究课题。高频电磁辐射对人体的危害，以及与周围其他设备之间相互影响的问题，还需进一步研究。

　　因此，研究改善电磁环境的方法和措施，建立系统安全性能的综合评估方法，一方面可以确保系统能够满足相关标准的要求；另一方面也决定着系统能否正常工作，为系统大规模推广应用提供了保障。

　　至今为止，WPT系统的电磁辐射影响范围及其危害性未能在业界达成统一的共识，需要进行大量的实验和研究进行确认，值得广大研究人员进行深入的研究。

　　行业标准和规范

　　目前市场上推广应用较多的无线电能传输技术是电子设备和车辆的无线充电，国际上较为主流的无线充电标准主要有五个：Qi标准、PMA（powermattersalliance）标准、A4WP（allianceforwirelesspower）标准、iNPOFi技术、Wi-Po技术。

　　其中，Qi标准是全球首个推动无线充电技术的标准化组织无线充电联盟（WirelessPowerConsortium，WPC）制订的，是手机等小功率电子设备目前国际上应用最为广泛的行业标准。目前Qi标准已经发布最新的Qi标准v1.2.4版本，将会进一步规范无线充电市场并促使产业升级。

　　针对轻型电动汽车无线充电特定的SAE标准，目前已被多家欧美汽车企业所接受；国内汽车领域无线充电标准预计将于2020年发布。为了实现无线电能应用的产业化和大规模应用推广，更多领域的无线电能应用行业标准和规范仍需要进一步的研究和制订。
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