美国的一个研究团队成功让无线充电的功率达到120千瓦

如今市面上出售的手机无线充电器功率在 7.5 瓦左右，而最近，美国的一个研究团队成功让无线充电的功率达到120千瓦。他们希望将来能让电动车在十五分钟内充满电，甚至在路上边开边充电。

最先进的电子元件管理着系统各部件之间安全高效的电力流动。图片来源：Genevieve Martin，美国能源部橡树岭国家实验室

美国能源部橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Laboratory，简称ORNL）的研究人员展示了一种120千瓦的电动车无线充电系统，其功率达到原有技术的6倍，并且在充电时间上进一步接近加油站的速度和便利性。

该无线系统以 97% 的效率传输 120 千瓦的电力，可以与传统的有线大功率快速充电器相媲美。实验演示了电力在两个磁线圈之间 6 英寸（约合 15 厘米）的气隙间传输，给电池组充电。

ORNL 的研究人员制造并演示了世界上第一个 20 千瓦的无线充电系统，该系统经改良，可用于商业运输卡车等机动车辆。ORNL 电力电子和电机团队的项目负责人 Veda Galigekere 认为“与先前的演示保持相同，或做出更小的进步以鼓励商业应用很是重要”。

他说：“我们使用有限元和电路分析来开发新的协同优化方法，在确保系统不过热或造成任何安全问题的同时，解决线圈设计问题，并保证传输过程中的任何功率损失都达到最小。”

为了达到 120 千瓦，ORNL 团队创新设计了一种新的线圈，与最新的碳化硅电力电子设备共同优化，开发出轻便而紧凑的系统：从电网中获取电能并将其转换为高频交流电，高频交流电产生磁场，通过气隙传输电能；电能被次级线圈接收后，转换回直流电并存储在车辆的电池中。

ORNL 研究人员使用计算机模拟来设计产生无线电力传输所需磁场的线圈。图片来源：Genevieve Martin，美国能源部橡树岭国家实验室

该项演示推进了能源部极快充电的目标，即开发一种输出功率能够达到 350 至 400 千瓦的系统，并将电动汽车的充电时间减少到 15 分钟或更短。

ORNL 能源与环境科学实验室副主任 Moe Khaleel 说：“这一突破显著推进了所需的技术进步，通过增加电动汽车行驶里程、改善充电便捷性，来鼓励人们使用电动汽车，并且为支持国家的经济成功提供了节能的移动系统。”

ORNL 的研究人员将继续探索创新，力争将电力传输水平提高到 200 千瓦，直至 350 千瓦，同时精进动态无线充电技术。动态系统能够通过安装在道路下面的无线充电垫自动给车辆充电，需要更高功率的充电系统来最小化动态充电的成本和复杂性。“我们的目标是实现高速动态充电，”Galigekere 说。