信学会】京都大学和日产柴油机公布向电动汽车进行微波送电的技术

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  • 采用微波方式向电动汽车无线供电的传输效率得到了提高。这是日本京都大学与UD Trucks(2010年2月1日由日产柴油机工业更名而来)在2010年3月16日于日本东北大学举行的“电子信息通信学会 2010年综合大会”上宣布的(演讲序号:BS-9-10)。

      基于微波方式的无线供电系统如下。首先由设置在地面上的波导缝隙天线(Waveguide Slot Antenna)放射微波能量,然后通过安装在汽车底部的整流天线受电和整流,最后将电力存储在充电电池中。整流天线由贴片天线(Patch Antenna)和整流电路构成。微波发生源中采用了2.45GHz的磁控管。

      该研究小组此前已经确认了基于上述系统的电力传输。不过,存在的课题是缝隙天线和贴片天线之间的传输效率还较低。原因是电波会泄露到天线以外之处。贴片天线的指向性较窄,因此对于从位于倾斜方向上的缝隙中放射的电力,其受电性能就会降低。采用4根贴片天线时的传输效率最大也只有53.7%。

      为此,该研究小组将贴片天线增至12根、并把其中配置在缝隙天线正上方以外的8根贴片天线设置成倾斜状态,获得了传输效率可以提高到83.7%的模拟结果。把收发天线构成的平面上的电场强度绘制成图表后发现,与将12根贴片天线全部设置成平面状态相比,倾斜设置时的受电效率更为出色。

      实际试制并测量传输效率后获得的效率为76.0%。虽然稍稍低于模拟结果的传输效率,不过已经确认到调整天线配置可以提高输送效率。此时的送受电距离为90mm。另外,附加DC-DC转换器和整流电路等的充电系统后,效率为33.5%。该研究小组今后将优化系统,以便提高整体效率。(记者:久米 秀尚)

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