在過去的十年中,國內外學者在無線電傳輸(WPT)系統的電磁兼容性領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(UbiquitousIPT、U-IPT)系統和動態WPT系統的電磁兼容性。
1.機理分析
目前,學者們根據諧振狀態對WPT電磁兼容機理進行了研究,而收發兩側的線圈通常需要完全對齊。WPT系統在實際應用過程中,由于環境因素.負載變化.導致WPT系統脫離原來的預期工作狀態.線圈偏移或線圈過耦合等因素。
以線圈偏移為例,當磁耦合線圈發生橫向偏移時,會導致電磁場嚴重變形,從而顯著增強某些位置的電磁干擾。由環境因素引起的線圈自感應系數的變化也會使WPT系統偏離原來的諧振狀態,使電磁場的分布和共振狀態不同。
此外,感應式和諧振WPT系統的電磁場環境也有不同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域和遠場區域的電磁場機理。
2.影響介質
WPT技術在實際應用中必須考慮的問題之一是環境介質的影響。目前,學者主要關注金屬介質和水介質的研究,其中金屬介質具有豐富的理論成果,但水介質,特別是在海水環境中,相關文獻相對罕見。
與金屬介質和淡水介質相比,相應的電磁場分析更為復雜,因為海水環境中同時存在渦流損耗、屏蔽折射等現象。與此同時,海水的干擾、含鹽量和溫度也會進一步降低WPT系統的電磁場分布,使電磁輻射現象更加嚴重。探索環境介質的影響機制,可以促進WPT應用,更好地適應多變的環境因素。
3.電磁兼容性U-IPT系統
現階段,商業WPT產品主要是一對一充電,充電設備往往需要與發射線圈完全匹配。未來,無論電池位置和方向如何變化,WPT技術都可以實現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非接觸式充電服務。
為了滿足電磁輻射的安全極限,U-IPT系統在通過電磁屏蔽實現有效的電磁干擾抑制的同時,在區域大空間內具有均勻的磁場分布。
一些學者首先探索了導電電磁屏蔽體對U-IPT系統的電磁輻射抑制作用,并將鋁板屏蔽體放置在線圈導體的一側,該線圈導體靠近非預期磁通。該方案可以有效地抵消非預期磁場的分布,增強U-IPT預期區域的磁通密度,并通過實驗驗證9個電能接收載荷的U-IPT系統。目前,對U-IPT系統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WPT系統
動態無線充電技術是為了擴展靜態無線充電技術,它可以在電動汽車行駛過程中持續提供充電服務。動態WPT系統需要面對線圈之間的耦合系數快速變化,這意味著動態WPT系統的電磁場環境不斷變化,這給WPT系統的電磁兼容性研究帶來了一些挑戰。
目前,KAIST已成功地將該技術應用于OLEV并實現商業化。同時,kaist提出了一系列針對OLEVWPT系統的電磁干擾抑制措施,有效地將WPT系統的電磁輻射限制在不危害人類安全的范圍內,以滿足ICNIRP導數的限制要求。為了更好地促進動態WPT系統的商業化,其電磁兼容性研究將成為未來學者的研究熱點。