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磁共振結合無線充電 提升功率擴大應用
新知
第1731期
磁共振結合無線充電 提升功率擴大應用
2020-10-07
【記者陳卓希綜合報導】無線電能的傳輸,可取代接觸式充電的問題,但目前市面上的無線充電技術,僅能用在小功率的3C產品。有鑑於此,國立臺灣科技大學電子工程系特聘教授邱煌仁帶領團隊,研發「電動車無線電能傳輸系統」,提升無線充電效率與傳輸距離,使其能應用於電動車等高功率載體。此作品在「2020未來科技展」中獲「2020未來科技獎」。 國立臺灣科技大學團隊研發的無線傳輸系統,商業價值受肯定,獲「未來科技獎」。 圖/邱煌仁提供「過去的無線傳輸,多僅能限於手機等低功率應用。」邱煌仁提及,團隊研發的無線傳輸系統屬高功率,效率高達98%。「傳統的無線充電效率,都在80%以下。」他說,此次研發改善大多無線充電產品不穩定的問題,且傳輸距離超過20公分,獨步全球,因此能擴大應用於電動自行車(E-bike)、無人搬運車、電動車等場域。 「電動車無線電能傳輸系統」可運用在高功率的無人車,打破無線傳輸僅受用小功率3C產品的現況,希望分擔人力以增加效率。 圖/張佑丞提供團隊表示,他們利用「磁共振」技術,實現高功率密度的電能轉換。團隊成員、臺科大電子工程系博士張佑丞說明,一般手機無線充電,大多使用功率小的「磁感應」技術。團隊選擇磁共振技術,以提高傳輸功率,他補充,困難在於設計磁性元件與電路,線圈完成後,電路會因設計與實體參數的誤差,而無法達到最佳工作狀態。團隊歷經多次測量、對照參數值,反覆修正電路的參數後,才成功提高收發電能的傳輸效率。 無線傳輸需先設計好線圈,再調整電路,才能提高傳輸效率。圖為無線電能傳輸系統半成品。 圖/張佑丞提供過去無線電能有損耗機器和過熱等疑慮,美國化學學會(American Chemical Society, ACS)的研究就指出,手機無線充電盤運作時會持續發熱,耗損電池壽命。「效率越高,越不會產生熱。」張佑丞解釋說,此次研發充電效率達98%,傳輸過程只有2%的損耗,能有效避免過熱問題。國立宜蘭大學電機工程學系副教授劉宇晨,對於此系統進一步商品化表示期待,他舉例,台北市9月上路的無人公車,若能結合無線式充電,即可減少人力充電的時間,多載客幾趟。 國立臺灣科技大學研發的無線傳輸,可用於工廠搬運車,分擔人力搬貨時間,提升效率和產值。 圖/張佑丞提供無線電能前景看好,因相較傳統需要接觸式傳輸能源,無線更安全,團隊期許將無線電能擴展至實體車,現階段則希望找到實際車輛做配合。而針對磁共振對人體的安全疑慮,張佑丞說明,團隊目前正在研發「異物偵測」,若無人車感應到生物體經過,會自動關閉電磁波。
迎AI趨勢 智慧自走車拼巧搏快
生活
第1666期
迎AI趨勢 智慧自走車拼巧搏快
2017-11-22
【記者謝佩如台北報導】手機成為遙控器,靈敏精銳的自走車在參賽者操控下,化身足球選手在場上競逐球權,除了要抓準時機射門得分外,還得死守家門。「2017城市盃智慧型自走車競賽」18日於台北城市科技大學展開,比拚誰寫的程式最精準。 裁判喊開始後,兩隊自走車紛紛衝向前以取得球權,敵方伺機而動找時機搶回足球。圖/謝佩如攝機器視覺競速賽為今年新增項目,由於紅外線只能辨識軌跡而無法辨識色彩,因此必須加裝鏡頭感應地面上的彩色軌道,比精準度也比速度。雖然賽道看似簡單,不少自走車因無法辨識軌道,便半路休兵,然而少數自走車好不容易撐過斷軌路段,再度面臨循線路段時便亂了陣腳,衝出軌道,賽場氣氛肅靜緊張。零失誤完賽的冠軍、明志科技大學電機工程系學生謝宗佑說:「幸好提早到賽場,發現賽道和預期有偏差,趕緊打開筆電及時修正程式碼。」 視覺機器競速賽中的自走車加裝前方黑色的視覺智慧辨識器,以辨別地上不同色彩的軌道。圖/謝佩如攝為了配合人工智慧及無人駕駛的趨勢,主辦單位因此增設機器視覺競速賽。普特企業有限公司產品應用經理王國棟表示,「等學生技術更成熟後,未來將增加比賽難度,設置紅綠燈及假人裝置。」謝宗佑已第三度參賽,由於視覺競速賽加入影像辨識功能,色彩及現場燈光都必須納入考量,他認為比其他賽事項目困難,必須不停測試程式碼,因此決定挑戰自我。在足球競技賽中,參賽者必須在旁操控自走車,現場驚呼及歡笑不斷。有些隊伍全神貫注將足球推進敵方球門,也有隊伍利用堅固車身撞擊對方,搶回球權。多輪淘汰賽後,最終冠亞賽勢均力敵的兩隊上演「車」搏戰,引擎馬力及操作角度成得分關鍵。台北城市科技大學電機工程系學生謝松偉的自走車因不敵對方猛烈攻勢,導致車身螺絲脫落、重心不穩,對手趁虛而入,得分奪冠。謝松偉笑說:「下次會把螺絲鎖緊再迎戰!」除了足球競技賽及機器視覺競速賽外,還有迷宮競速等三項賽事,共107組大專院校隊伍齊聚一堂,切磋撰寫程式及機身設計的能力,將平時電機、電子、通訊、控制等課程理論應用於精密的自走車。 足球競技賽賽場氣氛緊張歡樂,希望自己設計的自走車能夠突破重圍。圖/謝佩如攝 當另一方十分靠近得分區時,防守方用車身奮力死守,不讓敵軍得逞。圖/謝佩如攝
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