无线电能传输技术的研究现状与应用

金琪鑫

摘 要：随着科学的发展和技术的进步，人们已经越来越关注无线电能的传输，在一些特定场合，这种技术能发挥出很多优势。和旧有的电线供电相比，其最大的特点就是提高供电电能的可靠性，并且也让其便捷性得到了很大的提高。传输也更加安全了。本文首先介绍了无线电能技术的研究现状。并且针对其应用进行了一些介绍，希望可以让更多人了解到无线电能，随着技术的不断完善，其应用范围一定会更加广泛。

关键词：无线电能传输；研究现状；应用

电能在人们的日常生活中扮演着非常重要的角色，現在已经成为人们生产生活中最为重要的一项能源，现在已经有越来越多的人开始关注无线电传输技术，其在很多场合都可以发挥出旧有的电能传输模式所不具备的优点，在传输过程之中统体现出无可替代的便捷性和安全性。但是当前这项技术仍然不够完善，所以需要我们不断从理论上进行探索，这样才能将这种技术的推广应用化为可能。

1 无线电能传输技术研究现状

正常来说，电能的传输都需要使用电缆或者电线来作为媒介的，但是在这个过程中，经常会由于使用时间过长而导致线路损耗的情况，一旦线路老化，不及时更换，就会在很大程度上影响到设备的安全性和稳定性，并且影响到整个设备的使用寿命。在很多特殊场合中，这种传统的输电模式都存在着很大的不便，一旦其发生故障，就会发生火灾等事故，存在着巨大的安全隐患，并且在人们的日常使用中，很多电源线并存看起来杂乱无章，带来了很大的不便。

无线电能传输这个概念最早在十九世纪被提出，特斯拉也针对这一内容进行了一些研究，但是当时电能传输技术仍然还很不完善，财力因素也限制了他试验的开展，所以在相当长的一段时间里，无线电能的传输都仅仅停留在构想之中。后来电磁波理论也得到了发展，二十世纪初期已经有人发明出了可以定向传播电能的天线，并且通过微波来传送能量。现在已经可以利用微博来进行有效的能量传输了，如果能加以改善，就可以很好地实现远距离和大功率的电能传输，给使用带来很大的便利。

我国对于这项技术研究比较晚，但目前也已经取得了一些成就。随着这项技术的不断成熟和不断进步，当前也已经有越来越多的专家学着对这项内容展开研究，并且也有不少高校积极开展相关试验。最近几年由于这项技术的便利性和便携性，已经受到了越来越多人的关注，其应用范围也会越来越广泛，有其是在医疗领取其价值是非常岷县的，例如药囊内窥镜、定点施药等技术都可以为我国医疗事业的发展做出巨大贡献。所以总结起来，当前我国国内也在积极开展无线电能传输技术，其研究领域也在不断拓展，优势也体现得越来越明显。

2 热点研究领域及发展趋势

2.1 电动汽车领域

将无线电能传输技术应用到电动汽车的无线充放电中，不仅可以解决各类充电桩的建设问题，同时还可以分散电动汽车充电的集中程度，还可以一定程度上缓解电动汽车规模化充放电对电网的冲击。目前关于电动汽车的无线供电技术国内外各大汽车厂商以及科研机构等都在积极的开展研究，并取得了显著的成果。电动汽车无线充电已成为当今世界研究的热点。另外，电动汽车作为智能电网的一个重要组成部分，规模化的电动汽车还可作为电网的储能设备。无线充电技术的应用可以大大提高电动汽车电网间的互动能力，对智能电网的积极作用更显著。

2.2 智能家居

智能家居近些年逐渐被人们所关注，其中智能家电的供电中无线电能传输技术具有突出的优势，为摆脱传统充电线缆的限制，最大化体现便捷、人性化，“无尾”家电设备逐渐被提出。诸如“免电池”无线鼠标以及手机、笔记本电脑无线充电终端等。

2.3 医疗设备

无线电能传输技术在医疗设备应用主要集中植入式医疗设备的无线供电中，诸如心脏起搏器、神经刺激器、全人工心脏、人工耳蜗和视网膜假体等。植入式医疗设备一般的供电功率需求很小，在几十微瓦到几十瓦不等，多采用经表皮的直接供电、植入式电池无线充电等方式。人体植入设备的非接触电能传输也是无线电能传输的主要热点研究领域之一，植入式设备采用无线供电具有以下优点：（1）供电中没有物理连接，避免了导线与皮肤的直接接触，防止感染引起的并发症。（2）解决了植入式电池电能耗尽后需手术更换的问题，提高手术后病人的生活质量。（3）与人体皮肤没有直接的电气连接，不存在裸露的导线和接触机构，消除了意外电击的可能性，提高了设备对人体的安全等级。（4）不存在直接的摩擦，消除了机械上的磨损和电气腐蚀，具有高可靠性和免维护性。（5）由于非接触变压器一、二次是非紧密耦合的，系统在变压器一、二次产生一定程度的错位时仍可正常工作，提高了供电时的灵活性和病人的舒适性。

2.4 工业应用

无线电能传输技术随着不断的成熟和发展，其在工业领域也有非常广阔的应用前景。在工业上一些特殊场合如化工设备中的检测装置、水下机器人、分布式传感器的供电问题等等，这些场合下的用电装置一般采用换电池模式或用电缆输电，给设备的正常使用和维护带来了诸多的不便，而无线电能传输技术克服了上述缺点，近年来国内外学者和公司研究的一个新的热点。

3 无线电能传输技术的前景

近年来，随着技术的不断完善，无线电能传输技术已经开始广泛应用于便携电气和电动汽车以及无线供电等领域之中。随着人们生活水平的提高，人们也在对其便携性和多样性提出新的要求，所以这也给无线供电技术带来了不小的挑战。在未来，无线供电技术也会随着其发展的不断完善而应用到新的领域之中，例如照明和航空航天等领域。

结束语

无线电能这个概念由来已久，但是长时间以来一直都处于一个概念设想的阶段。当前随着新型材料的不断出现、新型技术的不断改进，所以人们也已经开始探索其应用的方向。电能无线传输其本身具有着独特的优势，目前来看在汽车和医疗方面能够起到巨大的作用，将其应用到家具设备当中也能大大改善人们的生活水平。本文首先介绍了这项技术的研究现状，并且阐述了其应用情况，希望可以让更多人了解到这门技术，在不断的实践中将这项技术逐渐完善，给我们的生活和工作做出更大的贡献。

参考文献

[1]陈向伟，陈志刚.浅谈无线电能传输技术研究现状及应用前景[J].中国化工贸易，2017，9（9）.

[2]陈文仙，陈乾宏.共振式无线电能传输技术的研究进展与应用综述[J].电工电能新技术，2016，35（9）：35-47.

[3]周洪，蒋燕，胡文山，等.磁共振式无线电能传输系统应用的电磁环境安全性研究及综述[J].电工技术学报，2016，31（2）：1-12.

[4]麦瑞坤，李勇，何正友，等.无线电能传输技术及其在轨道交通中研究进展[J].西南交通大学学报，2016，51（3）：446-461.