無線供電即將揚帆起航：磁共振方式瞄準汽車用途

豐田宣布開發(fā)出磁共振方式無線供電系統(tǒng)

　　在市場開拓方面，電磁感應方式處于領先地位，而在技術開發(fā)方面比較活躍的則是磁共振方式（圖1）。“磁共振方式的優(yōu)點是可供電的范圍廣”（RyuTech代表董事粟井郁雄）。除了可向一定距離的產品供電外，還能輕松應對送受電線圈的位置偏移現(xiàn)象。豐田2011年4月宣布，開發(fā)出了采用該方式的EV無線供電系統(tǒng)。

圖1：研發(fā)時間只有5年
本圖整理了磁共振方式的開發(fā)動向。自2006年12月MIT發(fā)表理論并一舉受到關注后，日本國內外的企業(yè)也從2009年中期前后開始發(fā)布成果。最近，豐田與WiTricity公司合作是一大新聞。

　　豐田選擇的開發(fā)合作伙伴是美國WiTricity。WiTricity是由發(fā)明磁共振方式的MIT研究人員于2006年創(chuàng)建的風險公司。除豐田外，WiTricity還與美國德爾福（Delphi）和IHI等公司有合作，存在感非常強。

　　計劃開發(fā)EV充電基礎設施的IHI表示，“我們認為與WiTricity合作是開發(fā)產品的捷徑。希望在2～3年內實現(xiàn)量產”（IHI技術開發(fā)本部統(tǒng)合開發(fā)中心、電機系統(tǒng)開發(fā)部部長新妻素直），該公司打算向汽車廠商銷售產品。

　　WiTricity擁有175個相關專利，開發(fā)磁共振方式的企業(yè)對此必須要注意。索尼稱“我們在特別留意這些專利”（索尼核心元件開發(fā)本部、高頻傳輸及影像系統(tǒng)開發(fā)部門RF及信號處理開發(fā)部統(tǒng)括部長藤卷健一）。

　　索尼并沒有公布應用，不過表示“希望能盡量先于其他公司在早期階段上市產品”（藤卷），估計該公司正以數年內實現(xiàn)實用化為目標推進開發(fā)。

并非“全新技術”

　　眾多企業(yè)紛紛開始發(fā)力的磁共振方式研究開發(fā)目前已經到了“動作的基礎驗證基本結束，設計理論也在逐漸完善的階段”（RyuTech的粟井）。

　　在研發(fā)過程中，最近研究等效電路時發(fā)現(xiàn)，2006年MIT發(fā)布時認為是“全新技術”的磁共振方式，其實在原理上與電磁感應方式相同（圖2）。

圖2：原理相同
磁共振方式和電磁感應方式可用一條曲線表示。根據使用的k（結合系數）和Q值的大小來區(qū)分二者。（圖由本站根據東芝的資料制作）

　　似乎是為了證明這一點，開發(fā)電磁感應方式的Fulton和Powermat等公司相繼宣布開發(fā)出了磁共振方式。Fulton表示，“當然，將作為WPC規(guī)格追加” 注1）。

　　注1）Fulton公開了在開發(fā)的磁共振方式供電底座上運行TI公司Qi規(guī)格開發(fā)套件的演示視頻。

克服三項課題，實現(xiàn)實用化

　　磁共振方式無線供電技術的研究開發(fā)在穩(wěn)步推進。但要想投產還存在課題。主要有以下3方面：技術開發(fā)、制度、以及商品策劃（圖3）。

圖3：實現(xiàn)實用化存在的三項課題
磁共振方式要想實現(xiàn)實用化，需要解決技術開發(fā)、制度和商品策劃三項課題。圖由本站根據對開發(fā)人員的采訪內容制作。

　　技術開發(fā)方面，系統(tǒng)控制技術的重要性將進一步提高。具體而言，在一級線圈和二級線圈之間混入金屬等異物時進行檢測，如果有必要的話要停止供電。目前，雖然天線技術人員對磁共振方式的研究開發(fā)表現(xiàn)積極，不過與控制領域的技術人員合作開發(fā)似乎才是實現(xiàn)產品化的關鍵。

　　制度方面，磁共振方式的標準化討論也日益活躍。很多團體為制定標準規(guī)格已經開始采取行動，業(yè)界人士透露的最新情況是：“由于大約2個月前德國大型汽車廠商突然提出方案，汽車行業(yè)一下子變得忙碌起來”。

　　最后的商品策劃尤其重要。與電磁感應方式一樣，必須提供“無線化＋α”注2）。例如，計劃最大限度利用磁共振方式的特點——高位置自由度，實現(xiàn)“在房間中的任何位置均可供電”的研究人員不在少數。此時，異物檢測技術則是最不能缺少的。

　　注2）大林組正考慮在核廢料儲存?zhèn)}庫內的環(huán)境傳感器供電中采用磁共振方式。由于工作人員不便進入倉庫內，因此要求使用無需更換電池的技術。目前采用有線供電，不過為了防止從布線部分泄漏放射性物質，需要采取嚴密的對策。

　　除此之外，還有觀點提出了將無線供電用于汽車的自動停車?！澳壳罢谘芯坷靡患壘€圈和二級線圈的磁場強度變化來推測位置，以實現(xiàn)自動停車的系統(tǒng)”（東京大學研究生院新領域創(chuàng)成科學研究科尖端能源工學專業(yè)助教居村岳廣）。一級線圈和二級線圈的位置也能準確吻合，因此還有助于提高效率。