無線電能傳輸技術因其獨特的傳輸優(yōu)勢成為當下國內外研究的熱點課題，磁耦合諧振式無線電能傳輸（Magnetic Coupling Resonant Wireless Power Transfer, MCRWPT）技術以其在近場區(qū)傳輸?shù)淖陨韮?yōu)勢成為當前最為熱門的無線電能傳輸方式之一。

MCRWPT技術傳輸距離可以從十幾厘米到幾米，傳輸功率可以從幾十瓦到幾千瓦，電能傳輸效率在40%～90%，從各個方面都具有比較明顯的優(yōu)勢，因此成為當下WPT領域最為熱門的研究方向?？梢灶A計隨著MCRWPT技術的進一步發(fā)展，MCRWPT技術必將在各領域取得廣泛的應用。

（1）便攜式設備無線充電

手機、智能手表等便攜式電子設備已經(jīng)成為日常生活的必需品，而傳統(tǒng)的有線充電會造成線纜過多、纏繞雜亂等弊端。無線充電技術能夠實現(xiàn)即放即充、方便快捷，現(xiàn)在便攜電子產(chǎn)品行業(yè)普遍支持的Qi標準無線充電器也能實現(xiàn)不同品牌設備都能適配，不用擔心不兼容

的問題。2019年各大手機品牌發(fā)布的旗艦手機都支持無線充電的功能，華為發(fā)布的旗艦手機甚至能夠支持雙向無線充電。由此可見，隨著WPT技術的進一步發(fā)展，無線充電技術在便攜式電子設備應用中會有廣闊的市場。

（2）醫(yī)療電子無線充電

植入式醫(yī)療設備可以替代人體已經(jīng)喪失功能的器官繼續(xù)正常工作，也可以實時監(jiān)測人體各項身體指標是否正常。目前，多數(shù)植入設備采用鋰電池供電，電池壽命有限，給患者更換過程中帶來的手術痛苦加劇了患者的身體和經(jīng)濟負擔。

2018年北德克薩斯大學研制的一種能夠監(jiān)控神經(jīng)回路功能障礙的植入設備只有硬幣大小的WPT模塊，能夠實現(xiàn)5mm距離的電能傳輸。隨著WPT技術的不斷發(fā)展，其在植入式醫(yī)療設備的應用能夠得到更廣泛的推廣。

（3）水下設備無線供電

傳統(tǒng)的通過電纜向水下設備進行濕插拔式充電的操作復雜、成本昂貴、易產(chǎn)生漏電事故，限制了水下設備的續(xù)航和工作能力。MCRWPT技術系統(tǒng)在近、中距離時，都能實現(xiàn)電能的大功率高效傳輸，特別適合海洋環(huán)境水下航行器等機電設備的電能補給。因此可以預計，MCRWPT技術將會被廣泛應用于海洋機電設備電能補給領域。

（4）電動汽車無線充電

隨著新能源電動汽車普及程度越來越高，電動汽車充電的便利性、安全性和智能性也成為人們日益關注的焦點。2015年寶馬i8安全車采用功率達到7.2kW的Qualcomm Halo無線充電系統(tǒng)在1h內將其容量為7.1kW·h的電池充滿電。一旦電動汽車無線充電技術得到大規(guī)模的普及和應用，不但能夠實現(xiàn)能源的互聯(lián)，還能對無人駕駛電動車的商業(yè)化推廣和應用帶來極大的促進作用。

（5）工程設備無線供電

針對一些特殊的工業(yè)生產(chǎn)場景，由于工作環(huán)境限制，特別是一些高速旋轉設備上的電能供應，需要保證既不影響工作進度又能實現(xiàn)實時電能傳輸，無線電能傳輸能夠很好地應用于此類應用場景。

2001年北京科技大學研制的軋機轉矩遙測系統(tǒng)使用感應式無線供電首次實現(xiàn)了在線式實時監(jiān)測軋機轉矩參數(shù)，并打破了國外的壟斷，經(jīng)過十幾年的不斷發(fā)展進步，軋機轉矩遙測系統(tǒng)使用MCRWPT技術進行無線供電并實現(xiàn)了轉矩遙測系統(tǒng)在多家鋼廠長期穩(wěn)定的運行。無線供電技術因其獨有的便捷性、安全性和靈活性，能夠輔助更多的工程設備在復雜應用場景發(fā)揮其特殊用途。

本文編自2020年第20期《電工技術學報》，論文標題為“磁耦合諧振式無線電能傳輸特性研究動態(tài)”，作者為賈金亮、閆曉強。