进入21世纪，对海洋的探测、开发与利用已经成为各国科学家的重要活动。然而，海洋水下设备的能源供给问题始终没有得到彻底解决，在动力电池能量密度无法取得突破性进展的条件下，传统的电能补给方式主要有两种：一种是将水下设备打捞上岸，更换新电池或采用有线方式给电池充电；另一种是在船舶、海底基站等供电平台通过电缆系统向水下设备进行水下湿插拔式充电。

第一种方式需要人工操作，自动化程度低，充电隐蔽性差，易造成水下军事设备暴露目标；湿插拔方式操作维护过程复杂，成本昂贵，由于插拔力较大，导致接口磨损严重，易产生漏电事故，可靠性和安全性不高。传统的电能补给方式限制了水下设备的续航力和执行任务能力，人类必须探索新型电能补给方式。

近年来，无线电能传输技术（Wireless Power Transfer, WPT）受到了全世界的广泛关注，它打破了传统有线电能传输的固有格局，摆脱了冗杂电线的束缚，使得供电电源和充电设备完全隔离，供电电路和充电电路实现独立封装，较好地解决了有线电能传输存在的电线裸露、易产生接触火花、可移动性差等问题，在某些极端环境和特殊条件下具有独特的优势，在电动汽车、工业生产、生物医疗、航空航天、海洋、高山海岛等多个领域具有广阔的应用前景。

无线电能传输技术应用在海洋领域，能够提高水下设备的充电安全性、可靠性、灵活性和隐蔽性，增强水下设备的工作能力，其典型应用案例是水下自主航行器（Autonomous Underwater Vehicle, AUV）与海底基站或母船对接充电，以及海洋观测网络中的机电设备供电。然而，水下无线电能传输通过海水这一特殊电磁介质进行能量传递，特殊的传输介质增加了水下无线电能传输技术的难度。

海水具有良好的导电性，高频电磁场将在海水中引起电涡流损耗，降低能量传输效率，影响系统传输性能；深海条件下的巨大海水压力造成“压磁效应”，铁氧体磁导率下降，引起系统参数突变，耦合性能降低；海水水流冲击会造成电磁耦合器两个磁心轴线偏移，系统耦合状态变化，系统稳定性下降；海水温度、盐度、壳体附着微生物等变量的扰动都将引起系统参数的微变，改变系统的耦合系数，影响供电稳定性。

作为无线电能传输的一个重要领域，国外对水下无线电能传输技术的研究已经比较深入，取得了一系列研究成果，并成功在多型军民用产品中推广应用，但国内在此方面的研究还不完善，采用无线电能传输技术的水下产品并不多。水下无线电能传输技术解除了电路间的物理连接，可以从根本上解决有线传输在安全性、可靠性、灵活性和隐蔽性等方面的弊端，是破解水下设备能源问题的重要手段，具有光明的发展和应用前景。

无线电能传输技术已进入快速发展阶段，无需接触就可供电的特点使其在水下设备的应用具有重要意义和广阔前景，是解决水下机电设备能源问题的重要途径。虽然目前该项研究只处于初级阶段，还有很多理论和实际问题需要突破和解决，但相信在广大科技工作者的努力下，这些问题都将迎刃而解，水下无线电能传输一定会迎来美好的明天。

（摘编自《电工技术学报》，原文标题为“水下无线电能传输技术及应用研究综述”，作者为吴旭升、孙盼等。）水下无线电能传输技术及应用研究综述