清华大学研发无线充电高速公路，让新能源汽车边行驶边充电

日益严峻的空气污染形势，让更多人关注零排放的绿色电动汽车。

北京已开展两轮新能源电动汽车抽奖活动。

不过，大多数期待拥有私家车的市民仍然对电动汽车心存顾虑：如果行驶里程不足100公里，至少要充电6小时，住宅区还需要安装专门的固定充电桩。

..这些限制因素使得市民很难对电动汽车产生诱惑。

如果在不久的将来，当你开着电动汽车上路时，无论是直路还是弯道，无论是隧道还是桥梁，电动汽车都可以边行驶边快速给电池充电。

之前的担忧还会存在吗？这不是幻想。

清华大学汽车工程系本科生戴亚奇和他的同学开发的“免费”技术可以实现上述场景。

该技术荣获清华大学第32届“挑战杯”科技竞赛特等奖。

发明起源：对未来汽车的研究揭示了瓶颈。

2001年，戴亚奇考入清华大学汽车工程系。

他从小就对汽车非常感兴趣。

他在学校课堂上学习如饥似渴，很快就觉得自己“吃不饱”。

“我想根据自己的兴趣更深入地研究汽车。

”他说。

当年10月，他找到了一群志同道合的人，加入了“未来汽车”兴趣小组。

这是一支神奇的团队，成员来自清华大学各个院系。

他们大胆想象，对汽车各个相关领域进行了深入探索。

有人在研究可以旋转的汽车底盘，有人在研究更加流线型的车身外观，而戴亚奇则找到了自己的兴趣——无线充电技术。

他告诉记者，无线充电起源于无线电力传输技术。

最基本的原理是19世纪发现的电磁感应定律。

即闭合电路中导体的一部分在磁场中切割磁感应线，导体中就会产生电流。

”也就是说，电磁场其实是可以传输电力的。

2006年，美国麻省理工学院的学生发明了磁共振远距离无线充电。

目前，诺基亚、三星、英特尔等知名企业纷纷推出自己的无线充电产品和研发计划，戴亚奇在研究过程中发现，由于磁场方向难以确定，目前无线充电技术的应用存在一个普遍的问题，那就是何时。

接收能量时，充电线圈必须始终放置在发射线圈的正上方，且角度必须固定，使两者相对，一旦线圈位置或角度发生偏差，充电效率和功率就会急剧下降。

被动接收能量将对无线充电未来的发展和应用产生很大影响，“我查遍了专利和学术材料，但没有找到任何可以克服这个问题的技术”。

设计过程：发现“三线圈垂直测量接收方法” 那年年底，他和其他几位同学开始了“自由角度无线充电”的技术研究。

他们首先想到的就是找到一种能够测量交流电磁场方向的装置，找出参数，然后找到破解的方法。

结果发现并没有找到这样的设备。

这项研究遇到了麻烦。

“后来我们决定从头开始，设计一种可以调整磁场方向并接收能量的设备，”戴亚奇说。

于是整个四人团队开始进入关键阶段。

只要没有课，他们就在综合服务楼10平米的实验室里度过。

“有时他们做实验迟到了，所以他们就在那里过夜。

”那年寒假期间，队员们“晚走早归”。

休息了半个月。

在一次集体头脑风暴中，戴亚奇受到启发，想到了一种方法，利用三个相互垂直的电磁线圈进行测量和接收。

与同学沟通后，他们很快在实验室搭起了长凳进行测试。

确实有效。

“当时的兴奋绝对比考试成绩更重要。

”戴亚奇表示，为了保护来之不易的科研成果，他们立即开始为这种磁场方向测量方法和装置申请发明专利。

效果展示：半米距离处“点亮”二极管。

不久前，记者在清华大学看到了这款“自由角度无线充电”设备。

该设备的核心部件就像一个陀螺仪，有两个垂直相交的圆环，有成人手掌那么大。

这两个环同时垂直于一个正方形框架。

“两个环，三个电磁线圈，这就是三线圈垂直测量接收装置。

”据介绍，9米的传输距离意味着可以覆盖18米宽的路面。

。

沿路建有无线充电系统。

三个线圈中的两个用于测量电磁场，一个用于接收电磁场传递的能量。

将设备放置在实验台上的任意位置，其周围就会产生磁场。

启动设备后，记者发现身前约半米处一个原本熄灭的二极管很快亮了起来。

戴亚奇说：“这表明该设备已准确地与磁场方向对准，电磁线已将能量转移到二极管。

”系统中的接收线圈可以自由旋转，可以测量发射线圈产生的交流电磁场的方向，并自动校准接收线圈。

使用该装置，充电可以始终对准该位置交流电磁场的方向，并主动捕获磁场能量，从而实现在发射线圈附近的任何位置的有效充电。

辅以一套现在成熟的电力注入技术，可以对电池进行充电。

当记者询问这种无线方式充电是否会影响人体健康时。

他表示，这种充电技术中磁场的频率与手机的磁场频率相似，大部分能量会被专门设计的接收装置吸收，对人体健康不会造成损害。

至于这种充电方式如何充电，戴奇笑道：“很简单，就像无线上网wifi一样，像流量一样充电就可以了。

前景：适用于从手机到航天器的一切。

戴亚奇在采访中表示，目前国外公开的倾斜无线充电技术可以达到9米的充电距离。

他们目前半米的无线充电距离主要是受高频电流的影响。

限制，“我们使用 1M Hz 的频率。

国外无线充电技术可以达到Hz以上的电流频率。

”他表示将继续与同学们一起研究，尽快将这项技术转化为实际生产力。

戴亚奇介绍，9米的传输距离意味着可以覆盖18米宽的道路。

无线网络将在沿路建设充电系统中，将充电线圈放置在高速公路隔离带内，可以形成一条“充电高速公路”，电动汽车可以边行驶边充电，实现持续行驶的功能。

无线充电技术未来会有非常广泛的应用，人们还在关注这项新技术能为电动汽车的推广带来多大动力的同时，已经把目光放得更长远了。

“还有一个巨大的潜在功能可以应用在我们的手机上，充电器和移动电源将成为过去式。

”他说，只要环境中安装了充电线圈，手机就可以使用。

手机可以充电。

因为是“自由角度”，所以无论手机“躺”在桌子上，还是拿在别人手里，只要主人愿意，都可以充电。

电量可以随时补充。

戴亚奇表示，在更远的未来，这项技术甚至可以应用到航天器上。

他说，目前的航天器在外太空运行时会消耗大量电力。

这种电力有两种来源。

一是自助服务。

利用太阳能电池板发电，二是与空间站对接，从空间站获取能源。

“面板巨大，对接技术非常困难，需要很长时间，但通过从空间站以自由角度进行无线充电，上述问题可以轻松解决。

”背景：“最未来”家族已获得近20项创新发明专利。

采访中，记者了解到，在清华大学，“未来汽车队”有11名“兄弟”。

包括“未来机器人”和“未来医疗”、“未来航空”等，它们同属一个叫“未来”的大家庭，清华大学团委老师告诉记者，“未来”是一个学生创新团体清华大学为鼓励学生开展科学研究和创新而设立的，学生根据自己的兴趣参与。

，没有艰巨的科研任务，可以以轻松的心态“玩”科技。

成立四年来，团队已承担科研项目100余项，在研项目70余项。

近一半的会员拥有科技项目。

记者注意到，“最未来”团队的许多科研成果都来自学生对生活的思考。

例如，学生发现老师经常遇到无线麦克风电池没电的烦恼，于是发明了无线充电麦克风；因为市场上的普通路由器不支持校园内电脑上网，所以他们发明了清华专用路由器；有的学生用玻璃罩，在里面放置一个平面LED显示屏，通电高速旋转后，可以显示色彩缤纷的三维数字、汉字、漫画、跑步或跳远的人物。

通过编程软件控制后，还可以形成定制的图案。

目前，这款名为“立方光”的玩具已经在淘宝上热销。