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无线电能传输技术发展现状与趋势

摘要：WPT技术是一种前瞻性的技术。目前我国已经取得了重大的突破，已

经能够积极开展相应的产业化的推进。在产业化方面，该技术主要集中在新能源

汽车方面。未来，我国将在标准体系建设、产业化发展、核心技术进行新的发展，

确保我国WPT技术达到国际领先水平。

关键词：WPT；技术；现状

无线电能传输技术简称为WPT技术，是一种基于非导线接触方式，利用电磁

波、微波等物理空间能量载体实现电能由电源侧传输制负载侧的技术。目前该技

术是一种前瞻性的技术，具有能够空间充电的优势，不需要利用传统的插孔式的

方式来进行充电。该技术的使用能够有效地摆脱对电缆等方面的束缚，能够最大

程度上为民众提供相应的便捷，具有极大的灵活性。目前技术只有少数国家能够

掌握。我国在20世纪初期开始进行相应的研究，目前已经取得了重大的突破，

在国际上占有一定的地位。总体而言，WPT技术将会对现有的充电技术产生颠覆

性的影响，能够有效地改变人们的生产生活方式。基于此，本文对无线电能传输

技术发展现状与趋势展开了相应的讨论。

一、我国无线电能传输技术发展现状

20世纪初，我国的WPT研究工作才开始加以展开。但是在我国举国体制的影

响下，WPT技术发展迅速，取得了重要的突破。目前我国研究WPT技术的主要是

东南大学、武汉大学、重庆大学、中科院电工研究所和中兴等公司单位。

从东南大学的技术研究来看，其主要研究的是MCRWPT技术。目前已经在电

动汽车无线充电技术方面取得了重大的突破，能够有效地对电压与功率进行在线

控制，目前该技术已经较为广泛地运用于BYD等新能源电动汽车之中。从现有的

技术发展来看，已经能够实现30厘米内的3KW功率输出。同时，其在三维供电、

无人机供电方面展开了相应的技术研究。

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从哈尔滨大学的研究来看，其早已经成功地研制出在20厘米空气隙下传输

4KW的实验装置。武汉大学方面已经研制出WPT高压输电线路取能技术，并且已

经能够成熟的进行相应的使用。重庆大学方面则是在ICWPT技术方面展开了深入

的研究，已经能够成熟地实现电动车动态无线供电。天津工业大学方面则是注重

对高速列车WPT技术进行了研究，并且已经成功地研制出了无线充电模型。中国

科学院电工研究所则是在空间太阳能电站MWPT和激光WPT技术方面展开了相应

的研究，并且已经取得了相应的技术成熟。

二、无线电能传输技术主要类型

（一）微波无线电能传输

通过在卫星表面安装大型太阳能光伏电板发电的太空光伏发电技术，在电能

传输方面即需要依赖微波无线电能传输技术，该种技术能够在较远的距离内完成

更为稳定的电能传输。微波无线电能传输的主要优势在于无需建造发电厂以及用

电方之间的电能传输渠道，因此该种技术能够满足边远地区用电的需求。

使用微波进行无线电能传输，电能能够在300MHz到300GHz的频率进行传输，

该种技术远程传输过程中电能消耗相对较小，但使用该种技术的情况下能量转化

的消耗相对较高，微波传输的电能需要使用二极管重新转化为能够使用的电能，

而二极管设备对能源的消耗相对较高。针对微波电能传输存在的普遍性问题，一

般需要通过下述措施解决。微波发射过程中，需要采用PPL移相器设备对电压相

位进行控制，使得电能的消耗能够得到更为有效的控制。而基于ClassE整流电

路，采用两步式的AC-DC同步整流电路，能够将原本的电路划分为前级整流电路

以及后级阻抗匹配电路两部分，前级电路能够对输入的交流电进行整流，后级电

路在负载电阻变化的情况下能够维持