美国麻省理工学院(MIT)2007年公开实验、引起全球震惊的磁共振方式无线供电。应用这一概念的研发在日本国内也稳步展开 (图1)。
在2010年3月16~19日举行的“电子信息通信学会2010年综合大会”上,有关无线供电的报告接连不断。对于会场的盛况,相关人士一致表示,“与上届大会的情况明显不同”。
此前,日本国内的厂商及研究机构一直致力于磁共振方式的基础验证。目前,基础验证似乎已告一段落,开始向应用开发阶段转移。除了索尼和东芝就延长传输距离的技术进行了详细发表之外,东京大学及京都大学等还进行了非常注重实用化的发表 注1)。
注1)索尼称该元件为“Repeater Device”。是设置在送电和受电设备之间用于中转磁场共振的线圈。该公司公布的验证结果显示,可在确保传输效率80%的情况下将传输距离延长至约1.7倍。
魅力并不仅仅在于高效率
其中,受到广泛关注的是,东京大学小紫研究室与电装组成的研究小组试制的磁共振方式无线供电系统(右图)。实现了以无线方式向模型直升机供电的系统。“除了手机及笔记本电脑之外,目标用途还包括为航空器等在三维空间移动的物体供电”(东京大学新领域开创科学研究系{jd0}能源工学专业教授小紫公也)。
此次试制的系统通过模拟和实测调查了三维空间内的共振器位置和传输效率之间的关系(图2)。收发器之间的距离改变时,耦合系数k就会发生变化,{zj0}阻抗比也会随之变化。据介绍,这表明阻抗匹配是实现高效供电的重要因素。
该研究小组以提高传输效率为目标,同时还考虑将其应用于不需要很高效率的其他用途。用途之一便是为汽车内的传感器群供电。即使是高温部及可动部等供电用布线比较困难的位置,也能配置传感器,这一点可让人感受到无线供电技术的巨大魅力。据介绍,传感器不需要很大的电量,这一点同样适合无线供电。该研究小组对该技术的用途之广充满信心,“可在汽车内实现此前无法实现的测量”(小紫)。
从kHz频带到GHz频带均可使用