企业动态
本月,斯普奥汀中标东方电气转子监测系统无线供电装置委托开发采购项目。东方电气集团东方电机有限公司其前身是东方电机厂(始建于1958年),1993年经股份制改制成立东方电机股份有限公司(股票代码:600875),是中国最早实现境内外同时上市的企业之一。
该项目应用场景较为特殊
随着智慧机组建设的升级,对水轮发电机转子进行实时监测变得越来越迫切,长期以来对水轮发电机组的转子监测系统如何供电一直是一个科学难题。因为水轮机轴承一直处于高速旋转的状态,采用有线供电方式会造成电线与设备缠绕;而传统的滑环取电方式存在导电碳磨损,需定期更换,增加了检修维护的工作量;采用电池供电的方式,设备必须停机才能更换电池,从而导致因水轮机停止发电而引起的经济损失;另外,采用传统的无线充电方式,在水轮机上也需要安装可充电电池,电池在高速旋转情况下可能会被甩出脱离设备,引发安全事故。所以,对于水轮发电机转子系统的供电,只能采用无线供电,但区别传统的无线供电方案,本项目开发存在以下技术难点:
1、轴承存在弧度,单体接收电路尺寸不能设计的过大,否则不便于安装;模组也不宜过重,容易在高速旋转过程中由于离心力发生脱落或甩出的情况;
2、在水轮机旋转过程中,收、发天线位置实时发生变化,导致耦合系数发生变化,无线供电功率稳定性是一大难点;
3、水轮机半径存在多种尺寸,方案的通用性也是一大难点。
斯普奥汀的蕊磁隔空无线供电方案的优势
1、采用多个接收模组,环绕水轮机转子的安装方式,且模组重量较轻,可以承受较大的离心力,确保高速旋转时不会被甩出;
2、该方案可保证在任意时刻,有两个及以上接收端与发射端之间产生磁共振耦合,从而实现稳定的50W无线供电,保证系统工作稳定,不会因电压不稳定造成系统失效情况;
3、该方案可通过增减接收端数量,来适配不同尺寸的水轮机转子。
长远效益预测
通过欧洲近几个月能源危机可看出,能源对国家的经济发展及日常生活有举足轻重的作用。能源需求及其相关产业链也是随全球经济一体化发展趋势在逐年提升。近年来在我国电力需求的强力拉动下,我国水力、火力等发电机及辅机制造行业进入快速发展期,其经济规模及技术水平都有显著提高。目前我国水轮机制造技术已达世界先进水平,2020年我国水电装机容量达3.7亿千瓦,2021年上半年,全国水电装机容量约3.78亿千瓦,逐年稳步提生。但在用电高峰期,即便是发电大省也无法完全承担工业与生活的用电需求,只能采取限电措施保障部分用电需求。因而,提升发电设备的工作效率,降低其故障率,减少不必要环节造成的停机断电是未来该行业将面对的一系列问题。无线充电技术可安装于水力、火力发电机上,让发电机不因为更换电池或电压不稳定造成停机断电,可让符合条件的设备进行24小时不间断运作,从而达到发电量的提升,并且设备使用寿命延长,设备产生最大化效益。
该项目是斯普奥汀承接的又一重大工业项目,极大提升了企业市场竞争力和品牌影响力,为企业深耕工业无线充电领域奠定了坚实基础。
成都斯普奥汀科技有限公司
喻易强博士从2011年开始,陆续组建了一个由博士研究生和资深射频工程师、电源工程师组成的研发团队,开启了对磁共振无线充电、无线供电技术的研究,并结合多年来在电磁场和集成电路领域的技术积累和研发经验,在4年内完成了一系列技术攻关,形成了系统化的技术成果,并于2015年,响应国家对于海外高层次人才科技创新创业的号召,回国在成都高新区创立斯普奥汀科技。目前,通过内部培养和外部引进两个渠道,企业不断扩充和提升团队,增加人才储备,注重培养诚实、可靠、守信、保密的员工。自成立八年来,斯普奥汀团队积累了丰富的研发能力,多次服务大厂客户,具备卓越的项目研发经验。
01 企业创始人——归国创业
喻易强 创始人、董事长
Richarge 技术发明人,公司创办人和总体战略目标及规划的制定者,研发团队核心。
英国Swansea大学电子与电气工程系博士学位,先后在加拿大戴尔豪斯(Dalhousie)大学电气与计算机工程系担任博士后研究员、高级科研工程师及客座教授,担任华东交通大学担任副教授,电子科技大学协议教授。曾主持多项中国国家自然科学基金项目;在国际SCI期刊和权威会议发表学术论文上百篇;拥有六十余项无线充电相关专利。于2015年回国在成都高新区创立成都斯普奥汀科技有限公司。
陈志璋 联合创始人
加拿大渥太华大学博士学位,教授职称,加拿大工程院院士,国家高层次人才,电子科技大学协议教授,IEEEFellow。担任Seimac高级研发顾问,曾获加拿大新斯科舍省工程奖、IEEE加拿大R.A.费森登奖(Fessenden)奖章,先后承担国家自然科学基金、加拿大国家战略重点项目和加拿大大西洋地区创新项目二十多项,发表科技论文300余篇,拥有多项专利。
02 多项专利技术 打造核心竞争力
斯普奥汀专注于“蕊磁”磁共振无线充电技术的研发,并组建了自己的专业技术团队,通过多年的技术积累和自主研发,逐步形成了五大核心技术,并围绕五大核心技术申请了60多项专利,保护斯普奥汀知识产权,防止竞争对手模仿斯普奥汀开发的新技术、新产品,构成技术壁垒。其中“磁场均衡分布技术、磁场多输入多输出技术、E类差分射频功放技术、自适应匹配技术、功率动态调配技术 ”为五大核心技术。
磁场均衡分布技术
通过调整激励线圈和发射线圈阵列之间的耦合强度来产生横向范围内均衡分布的磁场,来保证接收端处于不同横向位置时,传输效率稳定,是实现一对多无线充电的基础。
磁场多输入多输出技术
根据负载所需功率和收发端相对位置,实现多路输入和多路输出之间的动态磁谐振耦合,去提高整体能量转换效率。
E类差分射频功放技术
通过采用差分功放设计来抑制高次谐波并合成输出功率,有效的降低带外辐射和传导,减轻单路功放的压力。
自适应匹配技术
根据收发端的相对位置、距离和角度,自动选择最优化匹配网路来进行电能传输,延缓传输效率随距离增加而衰减的速度,保证相对平滑的系统能量转化效率。
功率动态调配技术
通过实时监控收发端的相关参数,并根据充电设备的数量和功率需求,自动调整发射功率,以保证安全、有效的能量传输。
03 主流技术水平对比 磁共振式更优
无线充电领域,主要分为WPC与Airfuel两大联盟,技术研究方向分为磁感应,磁共振,无线电波式,每个技术研究方向对应应用场景有差别。
Qi磁感应无线充电方面,对比国内外,国外集成度较高,但该技术介于传输距离受限,因此使用场景也被限制。
磁共振无线充电本身技术壁垒较高,国内外专注该方向企业少,而国外主攻汽车无线充电方面,在低功率频段商业化应用少,多处于实验室阶段。国内应用场景多在低中功率(500W内),而斯普奥汀尤为在0.1-1000W方面着重发力,不仅符合《无线充电(电力传输)设备无线电管理暂行规定》,更是拥有更多的应用场景。
斯普奥汀的磁共振技术在充电距离、充电自由度、无线充电系统转移效率方面都具有领先优势,几乎可以适配各种无线充电应用的实际场景。在产品实际开发,商业化落地方面都走在了竞争对手之前,涉及了现在以及未来大部分无线充电应用场景,如消费电子、工业、医疗、智慧出行等领域,都能满足绝大部分所需无线充电距离,功率,效率的要求。
而无线电波式无线充电在消费级电子领域进行了试用,由于其辐射问题、超低效率等问题,已经被《无线充电(电力传输)设备无线电管理暂行规定》否定,国内外相关采用该技术的企业均还有很长的路要走。
磁共振无线充电技术原理图
04 将安全放首位 获合规认证
斯普奥汀为高新技术企业、科技型中小企业、新经济企业;Arifuel联盟会员、成都集成电路协会会员。并取得了ISO9001质量管理体系证书、CE及FCC相关认证。
无线充电系统电磁安全规范方面技术指标:主要包含EMC及EMF两项。
EMC主要考虑传导辐射,功率辐射,磁场辐射,空间辐射等,是测量被测设备在正常工作状态下产生并向外发射的电磁波信号的大小来反应对周围电子设备干扰的强弱,此指标相对安全规范指标余量越大,对周围电子设备干扰越小。
EMF主要考虑SAR及MPE,指电磁辐射对人体健康的影响,满足安全规范指标的设备对人体健康是没有影响的。
斯普奥汀无线充电设备均已完成以上认证,且测试结果满足国内、国际法规标准。
05 屡获殊荣 不忘初心
企业曾荣获第二届招商杯创意创新创业大赛二等奖、2021“创客中国”创新创业大赛三等奖、第三届国资委主办的中央企业熠星创新创意大赛优秀奖、第六届创客天府创新创业大赛全省总决赛优秀奖、国际创客大赛(西南赛区)第二名、2022南京海外高层次人才双创大二等奖、2022年SWC世界创业杯亚洲区总决赛季军、第四届全国集成电路创业之芯大赛全国总决赛成长组二等奖,企业创始人荣获2022中国西部数字经济峰会十大创新领袖人物等荣誉。
斯普奥汀会继续在科研的道路上坚定前行,锐意推进新兴技术发展,致力于让更多人使用到自由方便安全的隔空充电产品。