在過去的十年中,國內(nèi)外學(xué)者在無線電傳輸(WPT)系統(tǒng)的電磁兼容性領(lǐng)域取得了許多進步的研究成果,但仍有進步的空間。未來將展望自由無線電傳輸技術(shù)(UbiquitousIPT、U-IPT)系統(tǒng)和動態(tài)WPT系統(tǒng)的電磁兼容性。
1.機理分析
目前,學(xué)者們根據(jù)諧振狀態(tài)對WPT電磁兼容機理進行了研究,而收發(fā)兩側(cè)的線圈通常需要完全對齊。WPT系統(tǒng)在實際應(yīng)用過程中,由于環(huán)境因素.負(fù)載變化.導(dǎo)致WPT系統(tǒng)脫離原來的預(yù)期工作狀態(tài).線圈偏移或線圈過耦合等因素。
以線圈偏移為例,當(dāng)磁耦合線圈發(fā)生橫向偏移時,會導(dǎo)致電磁場嚴(yán)重變形,從而顯著增強某些位置的電磁干擾。由環(huán)境因素引起的線圈自感應(yīng)系數(shù)的變化也會使WPT系統(tǒng)偏離原來的諧振狀態(tài),使電磁場的分布和共振狀態(tài)不同。
此外,感應(yīng)式和諧振WPT系統(tǒng)的電磁場環(huán)境也有不同65的電磁機制。研究人員還需要進一步的理論研究,以進一步研究近場區(qū)域和遠場區(qū)域的電磁場機理。
2.影響介質(zhì)
WPT技術(shù)在實際應(yīng)用中必須考慮的問題之一是環(huán)境介質(zhì)的影響。目前,學(xué)者主要關(guān)注金屬介質(zhì)和水介質(zhì)的研究,其中金屬介質(zhì)具有豐富的理論成果,但水介質(zhì),特別是在海水環(huán)境中,相關(guān)文獻相對罕見。
與金屬介質(zhì)和淡水介質(zhì)相比,相應(yīng)的電磁場分析更為復(fù)雜,因為海水環(huán)境中同時存在渦流損耗、屏蔽折射等現(xiàn)象。與此同時,海水的干擾、含鹽量和溫度也會進一步降低WPT系統(tǒng)的電磁場分布,使電磁輻射現(xiàn)象更加嚴(yán)重。探索環(huán)境介質(zhì)的影響機制,可以促進WPT應(yīng)用,更好地適應(yīng)多變的環(huán)境因素。
3.電磁兼容性U-IPT系統(tǒng)
現(xiàn)階段,商業(yè)WPT產(chǎn)品主要是一對一充電,充電設(shè)備往往需要與發(fā)射線圈完全匹配。未來,無論電池位置和方向如何變化,WPT技術(shù)都可以實現(xiàn)無處不在的非接觸式充電,也就是說,U-IPT可以在一個三維空間中實現(xiàn)非接觸式充電服務(wù)。
為了滿足電磁輻射的安全極限,U-IPT系統(tǒng)在通過電磁屏蔽實現(xiàn)有效的電磁干擾抑制的同時,在區(qū)域大空間內(nèi)具有均勻的磁場分布。
一些學(xué)者首先探索了導(dǎo)電電磁屏蔽體對U-IPT系統(tǒng)的電磁輻射抑制作用,并將鋁板屏蔽體放置在線圈導(dǎo)體的一側(cè),該線圈導(dǎo)體靠近非預(yù)期磁通。該方案可以有效地抵消非預(yù)期磁場的分布,增強U-IPT預(yù)期區(qū)域的磁通密度,并通過實驗驗證9個電能接收載荷的U-IPT系統(tǒng)。目前,對U-IPT系統(tǒng)電磁兼容性的研究較少,這可能成為未來研究人員的研究方向。
4.電磁兼容性的動態(tài)WPT系統(tǒng)
動態(tài)無線充電技術(shù)是為了擴展靜態(tài)無線充電技術(shù),它可以在電動汽車行駛過程中持續(xù)提供充電服務(wù)。動態(tài)WPT系統(tǒng)需要面對線圈之間的耦合系數(shù)快速變化,這意味著動態(tài)WPT系統(tǒng)的電磁場環(huán)境不斷變化,這給WPT系統(tǒng)的電磁兼容性研究帶來了一些挑戰(zhàn)。
目前,KAIST已成功地將該技術(shù)應(yīng)用于OLEV并實現(xiàn)商業(yè)化。同時,kaist提出了一系列針對OLEVWPT系統(tǒng)的電磁干擾抑制措施,有效地將WPT系統(tǒng)的電磁輻射限制在不危害人類安全的范圍內(nèi),以滿足ICNIRP導(dǎo)數(shù)的限制要求。為了更好地促進動態(tài)WPT系統(tǒng)的商業(yè)化,其電磁兼容性研究將成為未來學(xué)者的研究熱點。