本文转自:人民日报客户端
李刚
近日,备受关注的第二届美的创见大赛公布了顺利晋级决赛的全国8强战队名单。9月15日,来自上海交通大学、西安交通大学、同济大学等高校及科研院所的战队将同台竞争,角逐无线隔空输电领域的技术创新。
物流机器人如果正在开阔场地进行不间断工作,CT正在对目标进行360度环形扫描,工作中如果储电不足了,怎么办?如果能够“隔空充电”是最好的选择。
由美的发起,针对全球青年科学家发起的专业学科类赛事“美的创见大赛”第二届美的科技创新挑战赛聚焦“无线隔空输电”领域的研究与创新。赛事自今年四月启动以来,便吸引了众多高校创新团队的挑战。美的集团中央研究院流体力学研究所所长、院长助理胡斯特介绍,今年赛事主题聚焦“无线隔空输电”这一具有广泛应用前景的技术。
本次赛事复赛的赛题为“赛道竞速——方案设计”。各战队将在给定的条件下进行动态无线输电系统设计自制发射、接收系统,给玩具小车进行无线隔空输电并实现车辆在赛道上的跑圈。设计方案难度越高,就越能收获较高的基础分数。
上海交通大学教授马澄斌表示,无线充电技术的应用刚刚起步,小功率无线充电技术上,手机领域已经进入产业化阶段;人工心脏、人工起搏器、穿戴装备等行业,应用前景广阔。大功率方面,很多新能源汽车企业和零部件供应商也正在做积极的技术储备。他认为安全性、市场成熟度以及成本,是大功率无线电传输技术大规模产业化的三大课题。
美的集团无线输电技术负责人刘赫表示,“无线隔空输电”是美的所在行业的前沿技术方向,也是集团全力攻关的方向。目前,无线充电技术在智能家居、电子设备、医疗设备、工业机器人、智慧交通等领域得到广泛应用。第二届美的创见大赛聚焦无线充电领域,主要是希望建立产学研完整生态链,与学术界共同推动无线充电技术的市场化与商业化。
从产业化角度来讲,基于近场的无线充电技术本身已经基本成熟。小功率方面,无线充电技术成为市售手机的标配。但目前市场上的“无感充电”尚不能做到真正完全“无感”。由于是kHz低频小功率电传输,对充电距离和接收装置姿态仍有一定限制。大功率的无线充电发展现状则较为尴尬,属于“叫好不叫座”。马澄斌认为,这是因为新能源汽车的应用场景更复杂。无线充电技术形成终端系统后,安全性能否得到绝对保证,这是该项技术大规模普及的重要使能因素。
另一支进入决赛的西安交通大学“特斯拉线圈”战队介绍,该战队由三名研究生和三名博士,以及一名指导老师和一名战队经纪人组成。“针对这个赛题,我们将其拆分为变换器的设计以及相关硬件电路的制作、线圈优化设计等三大部分。每一部分,我们都有组员专门去做这个事情,这些刚好能对应上各自的课题研究方向,所以专业比较对口。”该战队成员伍敏说,“利用好自身专业的这个优势,尽量把每个环节做好,最后形成合力,促成战队在激烈的竞争中找到突破口。”
“美的创见大赛这次考题出的非常有水平,它主要考核的是变耦合、功率以及动态,实际上这是无线输电的三个难题,它一并出到一个题目中,还是很有挑战性的。”同济大学战队队长祝可嘉表示祝可嘉说。同济大学战队给出的解题思路是通过基于磁场的共振这种方式进行无线电能传输。这个在技术上会引出一个问题,在共振单元发生变化时,它的耦合强度会发生变化,这会直接影响系统的效率。“现在大家广泛探讨的是如何在变耦合的系统中保持能量传输的功率和效率的稳定。”他说,“我们战队就是基于一些物理原理去设计线圈,或者是通过控制电路的某些关键参数,来实现这个效果。”
美的首届创见大赛技术负责人黄新建则表示,“举办创见大赛,美的提倡创造更多的科技技术创新,不追求一次大赛就能产生多少的科技成果落地,只是希望大赛具有公益性和前沿性,吸引更多年轻人投身科研事业。”
2021年,美的启动了第一届创见大赛,第一届的赛题是“人工电子感官”,涵盖了视、嗅、味等多个方向。赛事公布之后,便吸引了众多高校团队、科创企业参赛,并掀起了一股科创热潮。
“一方面,让高校实验室与美的科研后端直接建联合作;另一方面,让校园人才预先扎根到美的科研当中。”胡斯特说,美的希望与不同高校、科创企业等“碰撞”出新的“火花”,共同推动一个专精技术应用“落地”乃至市场化、商业化。
美的中央研究院工程师黄新建认为,通过第一届的比赛,美的与参赛的高校和企业都建立了很好的互动,目前已经跟清华大学等高校都开展了一些后续的研究。
第二届美的创见大赛聚焦的主题是无线隔空输电。“这两届赛事虽然主题不同,但是它背后的这种逻辑和宗旨是一样的。我们都是希望通过这样的一个比赛搭建一个平台。那吸引更多的人,特别是年轻人去投身科研。”黄新建说,“我们所选取这个题目啊,它都是一个跟我们生活息息相关的,它非常通俗,不难理解,但它站到了产业未来的最前沿。”
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