豐田宣布開發出磁共振方式無線供電系統

　　在市場開拓方面，電磁感應方式處于領先地位，而在技術開發方面比較活躍的則是磁共振方式（圖1）。“磁共振方式的優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象。豐田2011年4月宣布，開發出了采用該方式的EV無線供電系統。

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

　　豐田選擇的開發合作伙伴是美國WiTricity。WiTricity是由發明磁共振方式的MIT研究人員于2006年創建的風險公司。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EV充電基礎設施的IHI表示，“我們認為與WiTricity合作是開發產品的捷徑。希望在2～3年內實現量產”（IHI技術開發本部統合開發中心、電機系統開發部部長新妻素直），該公司打算向汽車廠商銷售產品。

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

　　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實用化為目標推進開發。

并非“全新技術”

　　眾多企業紛紛開始發力的磁共振方式研究開發目前已經到了“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）。

　　在研發過程中，最近研究等效電路時發現，2006年MIT發布時認為是“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，開發電磁感應方式的Fulton和Powermat等公司相繼宣布開發出了磁共振方式。Fulton表示，“當然，將作為WPC規格追加” 注1）。

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

克服三項課題，實現實用化

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

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

　　技術開發方面，系統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表現積極，不過與控制領域的技術人員合作開發似乎才是實現產品化的關鍵。

　　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格已經開始采取行動，業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“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倉庫內的環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。“目前正在研究利用一級線圈和二級線圈的磁場強度變化來推測位置，以實現自動停車的系統”（東京大學研究生院新領域創成科學研究科尖端能源工學專業助教居村岳廣）。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。