投身海洋電能補給事業
?——西安理工大學楊磊團隊研發“海下充電寶”獲金獎
作者:呂揚 李博
發布時間:2023-12-07 15:40:15 來源:陜西日報
十一月二十二日,楊磊(中)和團隊成員對海下移動裝備自適應充電裝置樣機進行測試。 呂揚 攝
11月22日,在西安理工大學電氣工程學院實驗室,副教授楊磊正帶領團隊成員對剛裝配好的海下移動裝備自適應充電裝置樣機進行測試。
前不久,在第二屆全國博士后創新創業大賽上,楊磊團隊的“海下無線供電關鍵技術開發與應用”項目獲得金獎。這也是陜西省高校在本屆大賽上獲得的唯一金獎。
“海下無線充電技術能夠解決海下能源供應存在的兼容性、能效以及信息安全瓶頸等問題。為建設海洋強國作貢獻,是科研人員義不容辭的責任。”楊磊說。
■ 瞄準海下無線供電關鍵技術
深海蘊藏著人們遠未認知和開發的寶藏,要得到這些寶藏,就必須在深海進入、深海探測、深海開發方面掌握關鍵技術。而不管是進入深海、探測深海,還是開發深海,都需要強大的動力作為支撐。如何給海下的潛航器充電就成了一個急需解決的問題。
“5年前,不僅西安理工大學沒有海下無線充電這一領域的相關研究,全國也寥寥無幾。當時,無線充電是電子消費領域的熱門技術和行業話題。既然空氣中可以實現電能無線傳輸,是不是水中也可以同樣實現這項功能?”2018年,在西安理工大學從事博士后研究工作的楊磊敏銳地意識到這一領域的廣闊前景,將目光瞄準了海下無線供電關鍵技術。
2018年7月,在學校的支持下,楊磊到美國康涅狄格大學交流學習。回國后,他馬上開始著手搭建實驗平臺、組建研發團隊。
項目起步時,困難重重。缺人,楊磊就向學院其他老師“借”研究生;缺技術,楊磊便帶領團隊從原理、硬件算法到整體系統,一一琢磨;缺經費,楊磊找學院資助,找導師幫忙,還拿出自己的工資補貼……
經過幾年的研究測試,今年上半年,楊磊團隊順利完成樣機開發,進入模擬“海水”試驗階段。但是,問題出現了。
“在淡水中試驗得好好的,一放到加了鹽的水中就出現很多問題。”楊磊課題組成員、電氣學院研究生陳鑫澤負責樣機試驗數據監測,看到樣機在模擬海水中無法啟動時,急得團團轉。
“有可能是樣機密閉性的問題,漏水會導致元器件短路。”“也有可能是鹽電導電發生故障,因為鹽水本身就是一個導電載體。”“我們此次試驗是不是給樣機加的功率太大了?”團隊集思廣益,在經歷了上百次試驗后,終于克服了海水電導率、介電常數等電磁參數變化帶來的影響。
同時,團隊完成了對不同類型、不同功率等級海下移動裝備自適應充電調節,解決了環境擾動對無線電能傳輸效率提升的約束問題,避免多基站接入所帶來的耦合振蕩等穩定性問題,實現了對不同類型、不同功率等級海下移動裝備自適應充電調節。
■ 在努力探索中尋找答案
5年,是一個時間的維度,也是一個成長的過程。楊磊圍繞海下無線供電關鍵技術開發與應用,在深海無線充電領域寫下濃墨重彩的一筆:
主持國家自然科學基金聯合基金重點項目子課題、國家自然科學基金青年項目、中國博士后科學基金面上項目、陜西省自然科學基礎研究計劃項目、陜西省博士后科研項目、西安市科協人才托舉計劃項目等10余項;參與國家自然科學基金地區科學基金項目;獲得第二屆全國博士后創新創業大賽金獎、陜西高等學校科學技術獎二等獎和陜西省電源學會青年學術貢獻獎;申請發明專利20余件,授權10件;在世界著名期刊發表論文50余篇……“每一項技術突破都不是一蹴而就的,要經得起失敗,耐得住寂寞,在不斷努力探索中尋找答案。”楊磊回憶兩年前參加第一屆全國博士后創新創業大賽時的情景,“在上屆大賽上,我們團隊未能取得理想成績,但優秀選手的技術成熟度和臨場表現,激勵著我們努力優化和革新技術。這種差距也成為我們團隊不斷進步的動力。”
今年10月,帶著自己的科研成果,楊磊團隊第二次走上全國博士后創新創業大賽的賽場。最終,憑借具有世界先進水平的技術和賽場上的精彩表現,楊磊團隊摘得金獎。
目前,楊磊團隊已經與南方海上風電聯合開發有限公司簽訂了聯合開發協議,與國家電網有限公司、山東電工電氣集團有限公司、西安愛科賽博電氣股份有限公司等企業簽訂了意向合同。
■ 讓學子在賽場上成長
在楊磊看來,說一千道一萬不如踏踏實實干一干。每學期,楊磊都會主動聯系學院的學生科協,看看有沒有本科生能夠參與的競賽課題。他把賽場當作考場,讓每一名青年學子在賽道上奮力奔跑。
“我是從大二那年暑期開始跟著楊老師參與競賽項目的。”楊磊的碩士研究生張元啟明年畢業,現已與廣州智光電氣有限公司簽約,“我的焊接電路板、操作儀器等技能都是楊老師手把手教出來的。楊老師非常注重培養我們的實踐能力,帶我們參加了很多比賽和項目,讓大家成長得很快。”
今年8月,楊磊指導帶領學生參加第二屆高校電氣電子工程創新大賽,獲得全國二等獎。“這個比賽是從2月開始的,歷時半年時間。競賽過程中,楊老師每次都是第一個到實驗室。”陳鑫澤說,“楊老師對我影響很大,我從大三開始就一直跟著他做嵌入式控制項目。在他的指導下,我的本科設計課題還應用到西安的一家電氣企業。未來,我也要像楊老師一樣,做一名有責任有擔當的電氣工程師,為國家作出自己的貢獻。”
展望未來,楊磊表示:“我們將以本次大賽為契機,繼續打磨我們的項目,為祖國的海洋工程技術建設貢獻自己的智慧。”



