磁共振无线充电手艺国内实有团队能做了?

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kewenda
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踢馆!ꉂ ೭(˵¯̴͒ꇴ¯̴͒˵)౨”

哎呀妈呀我们说好不准打脸啊……

其实一早就想通过讨论廓清一些事实,但是单纯的争论无意义也担忧被喷,有说服力的数学公式各人又不喜好。从市场的角度考虑,啤酒没了泡沫也就贫乏了滋味,市场是需要利好的。所以我们小搞一下就好……

磁感应和磁共振,两种手艺就是猫叫了咪罢了,被MIT强调宣传出来的“差别分类”,国内越来越多高校,研究机构和企业与我们交换的时候已经清晰那一点。学术圈内,Kaist的CT Rim,香港大学的S.Y. Ron Hui还有奥克兰大学的G. Covic连同J. Boys都发文廓清过那一点。小我十分保举S.Y.Ron Hui教师的“Magnetic Resonance for Wireless power transfer”,有前提的同窗能够下载看看。Ron Hui教师是QI尺度的创建人,文章是WPT开展的review,根据时间线讲述,写的十分明晰间接,详细各人能够翻到“2007”。

而所谓的“磁感应”手艺不断都是需要谐振的,与”磁共振”比拟可能独一差别就是电路品量因数纷歧样。品量因数高的电路不变性极差,而且是目前闭环控造不克不及处理的问题。MIT的数学模子接纳传输膜理论,和凡是的基于有限元阐发的电路模子成果吻合,本色上没有他们声称所谓的“witricity非辐射场”(宏不雅世界敢有任何新的理论或者场的发现都是诺贝尔奖级此外功效)。而且文章原理上有概念错误及误导,例如耦合系数大于1,效率定义为Transfer Efficiency大约是40%(而不是凡是意义上的DCDC的Efficiency,DCDC只要15%,十分混淆和具有误导性)。所以MIT在07年之后不断都没有推出长间隔输电的响应产物。他们演示的电路是颠末精心微调后摆拍的,阿谁工具底子不克不及用。详细电路设想十分简单,以至不需要四线圈与高频,原副边串联串联谐振,把电路品量因数做到30-50以上,传输间隔就很远了,传输效果取决于逆变器设想好坏,60CM线圈2米摆布有点根底的本科生大要就能够,绕两个线圈工做在谐振点,微调频次找到传输更大功率的形态。

所以无线输电手艺其实很好入门,原理仍是一百年前Tesla的,验证原理的系统十分好搭,例如,MIT的阿谁2米无线传输系统。之前接触到的国内机构,做了一米传输间隔,90%+效率的kw功率系统就认为本身接近世界先辈程度了,需要补外文文献呐~(•̀ω•́)!我们再补一刀,也曾经参与蛮多审稿的,MIT阿谁文章是属于我看不懂的那种文章。一般审稿碰到看不懂的文章,最轻的是major打归去,为科学负责,做者得写清晰并供给充沛证据(而不是蹲在角落里默默深思为啥看不懂MIT写的工具( •̥́ ˍ •̀ )~

然而,实正的无线输电手艺很难,也十分的专业,需要至少掌握电路阐发,磁场阐发及控造理论等,也需要一些数学的功底。

一些高阶谐振电路阐发很繁琐,工做量很大。

(A3纸铺开需要四页摆布,才能够推导到导入MATLAB脚本里解方程的水平。那个系统在耦合系数k变革的前提下能够做到功率不变传输,并且无功功率在定频情况下亦不需要抵偿,电路能够做到零切)

良多人说WPT后面没有标的目的做,但是凡是事实是,不在世界一流尝试室确实不太容易看到开展的标的目的。例如,串联串联谐振调频维持在谐振点,加dcdc控造阻抗,如许的系统是很难发出好文章的(当然ETH,Kolar的多目的优化就是接纳类似计划,确其实工业设想方面让人十分服气,做到那个“重剑无锋”的完成度也能够)。无线输电问题还有良多,如今整个系统还不克不及称做成熟(大功率系统)。并且如今分工越来越精细,需要一个大的研究组才气支持全套设想(奥大目前不完全统计大要有30个博士在做相关研究)。此中包罗,pad构造,漏磁及辐射,参数丈量,抵偿拓扑,converter拓扑,控造算法,系统优化等。那还不包罗线圈通信,异物检测等。也不包罗基于电场的无线输电手艺(CPT),基于超声波的无线输电手艺(UPT)等。不晓得后面有没有人可以做一个Litz wire的PhD,那将是全人类共有的财产,并且结业论文绝对壮不雅!

无线输电是一个十分好的手艺,在需要非接触供电的范畴有着宽广的应用。但是像WiFi那样无线给手机充电,目前工程上实的是”臣妾做不到啊”。次要问题有两点,一是磁场耦合系数过小,原边需要较强的磁场才气将能量传输过去;那就招致了二,强磁场前提下长时间会不会对人产生危害。大量的空白比照尝试在小老鼠身上的成果是“没有成果”,但是潜在风险招致商用系统必需要过类似QI如许的无线输电尺度,QI尺度系统很难用,但是工程上确实是合理的取舍。

无线输电也是将来电力电子的开展标的目的之一,不只在于能够无线输电,它是传统DCDC变更器设想的延续。它类似于一个如许的课题,例如,LLC谐振变更器在变压器设想很差的情况下,若何做到功率传输与控造(不懂LLC哦)。很差的变压器是指漏感很大,耦合系数k很低,而那个松耦合变压器的自感,漏感值又都在跟着位置的差别而变革。因为k小,就需要谐振抵偿无功,如许电路的阶数一会儿就上去了,数学阐发很复杂(考虑非谐振点工做形态)。如今国内几乎每个大学都有教师在做无线输电,相信以后会有更多!

无线输电手艺蛮多人都在问都功率和效率,小我觉得可能需要先留心定性,偏移下功率调理做好,效率优化的优先级或许并非更高的,而效率优化凡是在系统成熟后财产化之前做较好。无线输电模子也仍然有不成熟的处所,高阶谐振电路加上立即变革的电路参数,很难。良多参数暂时还不克不及间接丈量,例如Pad的Rac,或称做pad的Q(我们用了上百万刀的仪器了,仪器之间彼此打架,一般的办法都试过了,精度老迈仍是不满意,问题是即便有仪器能够测准,那事实阿谁是准的呢?)。模子禁绝确一些优化就不克不及施行,同时一些控造就难以应用,出格是再考虑一些暂态过程(Dynamic charging)。

再说下奥克兰大学吧,我看国内的综述性文章老是说”奥大接纳磁感应手艺,愈加重视磁路设想”(凡是写到那就停了,为什么重视磁路设想却鲜有人提及。后面一般接着的就是MIT接纳磁共振手艺在效率,功率传输及传输间隔……方面拥有严重提拔等内容 ( •̥́ ˍ •̀ ) … )。奥大重视磁路设想不假,但是磁路设想的核心是通过优化磁场而让系统在考虑传输板偏移前提下不变供电,所以供电的“不变性”才是设想的核心,磁场优化只是手段罢了。供电不变性当然能够通过参加闭环去做,但是轻忽磁场设想的闭环系统不只成本高,并且需要较多级级连(原副边控造),可靠性方面也会比力差效率也因为级连而降低,可能能够用“事半功倍”来描述吧(效率kQ阿谁方程是假定系统谐振而且所有参数都掌握的情况写出的优化,能够帮忙领会系统的极限。但是小我在现实设想系统过程中一般不会考虑)。奥大在那个范畴已经深耕超越三十年,大要2001年摆布就已经贸易化了60kw电动bus无线输电系统。如今大功率系统的设想全数被Qualcomm收买(Halo),小功率系统的设想专利全数被Apple 收买(PowerbyProxi),也算是获得业内承认的吧。教师有中国的呼爱国教师,第一个完成了无线输电博士论文,斯里兰卡的Duleepa和Udaya(IEEE Fellow)教师,我们多导师造,那三个都是我教师。我们还有Grant 教师,电动汽车无线充电sae2954尺度造定人,和John Boys,没错就是国内文章中叫他做“博伊斯”的传授,他仍然活泼在学术一线,每天做研究很高兴。若是要申请PhD,目前位置有限,那个实的得试试看了。据我所知,一般教师都不太回邮件∑(O_O;究竟结果我们那些大宝物儿一天不结业一天腾不出位子来呗~

详细小我研究标的目的目前是传输板偏移前提下双向无线输电系统不变性的优化。最初附上一张尝试室prototype的照片,各人看看就好,轻拍……

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