無線充電系統透過無線電技術減少電動車定位誤差 80%

一項基於某些數碼車鑰匙技術的無線電系統，經過研究人員在實驗室測試中對信號失真進行校正後，將定位電動車無線充電線圈的中位數誤差降低了約 80%。該系統可以估算線圈相對於充電墊的位置及車輛的朝向。日本大阪大學的研究人員與 Tokai Rika 及加州大學聖地牙哥分校合作開發了這項系統，並在一個縮小版車輛模型上進行測試，使用超寬頻（UWB）信號來測量線圈的位置。

無線電動車充電器的工作原理是從地面上的充電墊發送電力至安裝在車輛底部的接收線圈。若線圈偏離充電墊中心幾釐米或停放角度不正確，將會降低電力傳輸的效率，這可能使車輛在充電墊上停留更長時間，以獲得相同的充電量。磁性定位系統通常在線圈已接近充電墊時效果最佳。雖然攝影機可以幫助引導停車，但雨水、污垢或光線不足會使其難以看到充電墊。因此，研究人員使用無線電測量來估算線圈的位置和車輛的角度。

無線電系統的工作原理

研究團隊在模型的接收線圈周圍放置了四個 UWB 設備，並在充電墊附近設置了天線。這些設備與天線之間發送短距離的無線信號。系統首先測量信號在兩者之間傳輸所需的時間，以大致確定車輛的位置，然後比較波到達不同設備時的相位差。這些微小的差異使系統能夠細化對線圈位置及車輛朝向的估算。研究人員還預先測量了特定於安裝的失真，並利用這些測量結果來校正讀數。

實驗室測試顯示，團隊在模型靜止於一個位置時進行了多次測量。經過校正後，估算車輛角度的中位數誤差為 0.25 度。若不進行校正，估算線圈位置的中位數誤差則大約是校正後的五倍。研究人員展示瞭如何顯示位置和角度讀數，以引導車輛在充電墊上停放。這種方法還可以幫助機器的士及其他自動駕駛電動車無需人員介入即可對準充電。

研究的未來應用

研究的第一作者 Ryotaro Hada 表示：「將計算方法轉化為可運作的系統需要大量的試驗和錯誤。我們希望這項研究能為未來的電動車提供一個簡單的充電方式，類似於智能手機放置在無線充電器上。」該系統仍需在戶外進行測試，並在全尺寸車輛上及充電器傳輸電力時進行評估。這項研究已發表於《IEEE 開放車輛技術期刊》。

無線充電系統的定位技術突破

這項研究展示了無線電技術在電動車充電中的潛力，特別是在定位精度方面的顯著提升。傳統的磁性定位系統在某些環境下效果有限，而無線電測量技術能克服這些挑戰，提供更準確的定位。隨著電動車的普及，這種技術的發展不僅能提高充電效率，還能改善用戶體驗，讓充電過程更為便捷。研究團隊的努力為未來無人駕駛電動車的充電方式鋪平了道路，顯示出無線充電技術的廣泛應用潛力。