近日，由上海交通大學密西根學院的博士生張歡、邵謠夏、康寧、秦浩鈞，碩士生龔天宇（均來自于學院動態系統控制實驗室）組成的團隊，在導師馬澄斌教授及電子信息與電氣工程學院電氣工程系劉明副教授的共同指導下，憑借項目“面向多個電子設備充電的空間六自由度無線電能傳輸系統”榮獲首屆IEEE國際學生無線充電競賽第一階段十佳設計方案。

無線電力傳輸技術革命性地改變了人們日常生活中各種電子設備的充電方式，使充電過程更便捷和安全。目前主流的商用無線電能系統工作需要發射線圈和接收線圈緊密貼合，由于發射線圈產生的磁場往往不可控且方向單一，在充電過程中缺少空間自由度。現有的解決方案主要是通過三維立體發射線圈來實現對磁場的方向控制，但三維系統對于日常使用場景而言所占立體空間較大不夠便利。項目團隊基于磁場成形控制理論的深入研究，創新性地提出了使用平面線圈陣列替代三維立體發射線圈以實現系統扁平化的緊湊設計。

空間六自由度磁場分布的LED燈光演示

目前團隊已完成了該新型無線電能傳輸系統的理論論證，通過對線圈陣列內各子發射線圈施加不同的相位控制實現了三維空間的磁場成形，并提出了最小化線圈陣列中各子線圈間互感影響的方案。在初步功能驗證方面，已完成同時對兩臺電子設備實現6.78MH高頻無線充電的功能，理論功率均可達15W，與目前大部分商用的快充功率持平。

背景介紹

馬澄斌，上海交通大學密西根學院長聘教授，IEEE高級會員。2004 年 9 月于東京大學電氣工程系獲博士學位。研究方向為儲能系統與能源管理、無線電能傳輸、機電運動控制等。現擔任IEEE Transactions on Industrial Informatics和IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Industrial Electronics期刊副編輯等。曾任IEEE工業電子學會能源 Cluster首任代表，獲上海交通大學 2017年“凱原十佳教師獎”、美國 AirFuel Alliance 2019年度杰出科研獎、上海交通大學 2020年“教書育人獎”、中國電工技術學會專委會2021年基礎創新獎等。他帶領的課題組曾獲上海交通大學2014年“凱原十佳科研團隊”，指導的研究生獲市優秀畢業生、校首屆學術之星（排名第一）、校優秀研究生畢業生（含留學生）、唐立新獎學金等多項榮譽。

動態系統控制實驗室專注于各類動態系統的優化設計、管理與控制，尤其是儲能系統、微網與智能電網、無線電能傳輸系統和電動汽車。實驗室科研包含了融合物理系統、控制理論與設計、傳感和驅動設備、以及日益重要的人類行為等強跨學科要素，從而實現更高效、更智能、更有彈性和更可靠的動態系統。實驗室目前的主要科研方向包括：1）儲能系統與能源管理；2）高頻電力電子與無線電能傳輸；3）機電一體化與運動控制。相關網頁鏈接：https://sites.ji.sjtu.edu.cn/dsc

劉明，上海交通大學電院長聘教軌副教授。2017 年 3 月于交大密西根學院獲控制科學與工程專業博士學位，師從馬澄斌教授。2017-2020年于普林斯頓大學從事博士后研究工作。于密院學習期間，曾發表無線電能傳輸與高頻電力電子領域頂刊論文10篇，國際會議論文11篇，并在美國、意大利、韓國等地做學術會議口頭報告；獲得上海交大首屆“學術之星”稱號（排名第一）以及優秀博士論文提名獎。