购买
下载掌阅APP,畅读海量书库
立即打开
畅读海量书库
扫码下载掌阅APP

1.4.3 分支学科优先发展领域一:空间电磁能量高效无线传输新原理及应用基础

1.该领域的科学意义和国家战略需求

无线电能传输是目前电气工程领域最活跃的多学科、强交叉研究领域之一,也是一项颠覆性和变革性技术,被中国科学技术协会列为十项引领未来的科学技术之一。学术界和工业界对无线电能传输技术的需求十分巨大,已经在消费电子与交通领域制定了多项国际标准,然而现有技术在传输距离、效率、安全性等方面仍无法满足要求。同时,无线电能传输机理还需要进一步突破,提出有别于现有技术、基于新原理的无线电能传输技术,深化空间电磁耦合核心理论,并针对陆海空天不同应用场合提出可靠有效的技术方法。

2.该领域的国际发展态势与我国的发展优势

目前,国际上无线电能传输技术在家用电子设备、智能家居、交通运输和工业机器人等领域的技术成熟度较高,在物联网、医疗设备和航空航天等领域亦有较多研究,但仍存在功率密度低、对传输距离参数敏感及电磁兼容和电磁辐射等诸多问题。大功率、远距离、复杂环境下的无线电能传输技术是未来重点攻关和重要发展方向,尤其微波/激光大功率远距离无线电能传输是空中用电设备、移动用电设施、广域分布用电节点等供电的关键技术,更将支撑构建“空-天-地”三位一体能源互联系统。我国在无线电能传输技术领域的研究起步相对较晚,短距离、中距离、长距离等应用推进较为迟缓,在系统传输功率、传输效率、传输距离及可靠性和安全性方面需进一步提升。在大功率远距离无线电能传输方面,中、日、美三国已展开了激烈竞争,今后专利和标准竞争将成为焦点。我国的发展优势在于“十二五”和“十三五”期间已加大无线电能传输技术应用方面的支持力度,相关研究水平发展迅速,在理论层面已达到国际先进水平,且已初步形成一批具有自主知识产权的理论成果与特色技术。

3.该领域的主要研究方向和核心科学问题

主要研究方向: ①无线电能传输新原理与新方法;②具备广域电磁能量传输特性的全向型电磁耦合与定向电磁能量调控;③电磁超材料/高功率超表面微波波束调控;④远距离定向能传输技术;⑤电磁环境效应与生物安全性。

核心科学问题: ①多理论和复杂环境应用层面电磁能量高效无线传输方法和机制;②极端条件(超大结构尺寸、超高功率、超高指向精度)波束能量高效无线传输基础理论及其调控方法。

4.该领域的发展目标

发展无线电能传输的新原理、新材料与新方法,突破复杂极端、远距离环境下电磁耦合、电磁能量调控等技术瓶颈,建立具有特定多维度(功率、距离、效率、电磁安全)最佳融合的无线电能传输理论和技术体系,提升复杂极端环境下无线电能传输功率及效率,解决高功率微波射频击穿、千公里级传输的电磁理论问题,并实现空间环境下多源/多目标(万瓦级/千公里级系统)激光无线电能传输目标,推动深海、深空、深地层的高性能、高可靠无线电能传输技术突破及深度应用。 CEYAfLb2vSiO+EChIVA8YPYQaP+Czej9wYftUVfXhVPexjeJjOo1u60vWwx2lafz

点击中间区域
呼出菜单
上一章
目录
下一章
×

打开