康奈尔大学通过电场为电动汽车无线充电铺平道路-电子工程世界

据外媒报道，康奈尔大学的研究人员开创了一种新方法，可使电动汽车、自动叉车和其他移动机器在运动的同时实现无线充电。

想象一下，车辆行驶在高速公路上，但电池电量却不够了。驾驶员可以在下一个出口下车寻找充电站，或者，通过简单变道，贴近嵌在道路上的特殊充电板就可以直接充电。这正是电气和计算机工程副教授Khurram Afridi及其团队成员所期望实现的。

该技术不仅可以为驾驶员节省时间，而且还可以提高仓库生产率，并将为更可持续的运输铺平道路。在该系统中，Afridi团队设计了两个接地的绝缘金属板，通过匹配网络和高频逆变器连接到电源线，从而产生振荡电场。该磁场可吸引和排斥安装于车辆底部的一对匹配金属板上的电荷。通过可整流的车辆电路，该系统可驱动高频电流。随后，整流后的电流可为电池充电。

与磁场的环形电弧相比，电场具有更线性、更定向的特性。因此，电场不需要铁氧体等导磁材料，可以在更高的频率下工作。但其主要挑战在于随时可用的电压产生的电场非常弱。而通过提高电压以及在较高的频率运行该系统，Afridi的团队实现了高水平的功率传输，从而弥补这一缺陷。

该团队的无铁氧体系统有望变得更小、更轻且更便宜，此外还更容易嵌入到车道中。但是，该系统很难开发。

该研究小组最著名的发明是有源可变电抗（AVR）整流器，该整流器可使车辆在通过充电板时获得全部功率，即使成对的充电板不完全一致，而道路上每隔几米就会有一块这种充电板。AVR还可以为底盘与地面间隙增大的大型车辆提供动力。

如果创建无线充电系统很困难，那么大规模部署会更困难。Afridi认为，大规模部署有两种方法，一种是首先使高流量的道路电气化，特别是支持大型长途卡车的道路；另一种方法是重点关注城市，在停车标志和交通信号灯处安装充电板，使驾驶员可在等待时进行充电。

该技术还可以用于生产仓库和配送中心，因此自主机器人可以全天候工作。 Afridi目前正在与丰田北美物料搬运公司（Toyota Material Handling North America）合作，为叉车和物料搬运移动机器人开发运动充电。Afridi说：“无线充电一开始可能听起来很疯狂。但是，如果我们真的拥有这项技术，那将很有意义。”

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