超导线圈的无线传输功率超过5kW

德国研究人员开发了一种基于超导体的无线电力传输技术，可以在低损耗的情况下传输超过5kW的电力。潜在的应用包括自主工业机器人、电动汽车和医疗设备。该系统可用于在短暂的闲置时间内为此类设备的电池充电。

虽然无线电力传输在手机和牙刷等低功率应用中已经很成熟，但以前的千瓦级充电系统体积大、重量重，因为它们都是基于笨重的铜线圈。

现在，慕尼黑工业大学(TUM)的一个研究小组用超导线材创造了一种可以传输超过5kW的超导线圈，而且没有明显的损耗。这项工作是与Würth Elektronik和超导涂层专家以及TUM的附属公司Theva Dünnschichttechnik合作完成的。

研究人员必须克服一个重大挑战。超导线圈中会出现交流损耗，并随着传输功率的增加而增加。这将导致超导线发热，失去超导能力。

为了解决这个问题，研究人员开发了一种特殊的线圈，其中的绕组被间隔物隔开。这个技巧大大降低了线圈中的交流损耗，因此，高达千瓦范围的功率传输是可能的。

与使用市售系统相比，原型系统可实现更高的功率密度。超导线圈的基本理念是在尽可能小的绕组空间内实现尽可能低的交流电阻，从而补偿减小的几何耦合。

该研究人员不得不解决一个根本性的冲突。如果他们将超导线圈的绕组之间的距离做得太小，那么它将非常紧凑，但在运行过程中可能会失去超导行为。另一方面，更大的分离度将导致更低的功率密度。

研究人员分析数值模拟优化了各个绕组之间的距离，分离大约等于磁带导体宽度的一半。

研究人员现在希望增加他们可以传输的功率。如果他们成功了，就可以开辟新的应用。例如，Utschick设想了在赛道上动态充电的电动赛车，以及自主电动飞机。

不过，该技术的大规模应用仍面临障碍。超导线圈需要用液氮（在-196℃下）持续冷却，而且所用的冷却容器不能用金属制成，因为它们在强磁场中可能会发热。

到目前为止，还没有一种商用的低温恒温器，这将意味着大量的进一步开发工作。但到目前为止的成就代表了高功率水平下无线电力传输的重大进展。获取更多前沿科技 研究访问：https://byteclicks.com