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盖世汽车讯 据外媒报道，东京都立大学（Tokyo Metropolitan University）的科学家们设计了一种旋转式桌面装置，用于研究电动汽车的无线充电。在真实轨道上进行测试需要占用大量场地，且成本高昂。该团队不仅制造了原型机，还利用仿真技术验证了其安全性，并展示了与线性轨道类似的充电效果。他们还成功模拟了时速40公里下行驶时的情况，有望加速全球对下一代电动汽车充电技术的研究。
相关论文发表于期刊《IEEE Open Journal of Vehicular Technology》。
图片来源：东京都立大学
电动汽车是全球可持续发展倡议的基石。结合可再生能源，其目标是通过逐步淘汰燃油汽车来大幅减少碳排放。但电动汽车面临着重重挑战，主要原因在于其成本和续航里程。为了延长续航里程，电动汽车需要更大的电池容量，这进一步推高了其成本。
为了解决这个问题，研究人员一直在探索动态无线电力传输（DWPT）技术，即在车辆行驶过程中为其充电。如果电动汽车能够在行驶过程中充电，所需的电池容量将显著减少。具体来说，发射线圈埋设在道路下方，驶过道路的车辆上的接收器单元可以为其充电。
虽然这是一种巧妙的解决方案，但由于实际操作中的原因，研究起来却异常困难。要测试高速行驶车辆的充电情况，通常需要一条测试轨道来安装发射线圈。这不仅成本高昂，而且占用大量空间，而规模较小的机构，特别是学术机构，往往缺乏这样的场地。
为了将DWPT的测试从测试轨道转移到实验室，由助理教授Ryosuke Ota领导的团队研发了一种旋转装置，该装置可以模拟车辆充电系统通过发射线圈的过程，这是近期研究中越发流行的测试概念。
接收单元安装在由伺服电机驱动旋转的平衡臂上；豆状发射线圈则安装在平衡臂的下方。通过电磁场仿真，研究团队证明该发射线圈产生的磁场与线性轨道线圈产生的磁场相当。
在设计原型时，研究团队还仔细评估了设备高速旋转时的机械应力，结果发现它是一种实用的DWPT测试平台，其环境与真正的电动汽车相当。
研究团队还解决了一些关键问题，例如当发射器和接收器未对准时，它们之间的耦合会如何变化。该团队还模拟了汽车以每小时40公里的速度行驶，功率传输为3千瓦的情况。
虽然之前在实验室中也取得了类似的成果，但该设备的设计原则和团队提出的评估框架有望显著加快对DWPT系统的研究，以便它们有朝一日能够从实验室走向实际道路。
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