無(wú)線(xiàn)技術(shù)：電動(dòng)車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵之匙

據車(chē)云網(wǎng)報道，全球目前共擁有大約64,000座電動(dòng)車(chē)充電站，根據美國的一所研究機構Navigant Research預計，到2020年，電動(dòng)車(chē)充電站的數量將增長(cháng)到200,000座。其還預計，在未來(lái)10年中，充電站設備的銷(xiāo)售額將增長(cháng)10倍。

　　不過(guò)，隨著(zhù)新技術(shù)無(wú)線(xiàn)充電的誕生，許多電動(dòng)車(chē)支持者更偏向于這類(lèi)充電方式。僅需將電動(dòng)車(chē)停在裝有感應充電板的地面上，電動(dòng)車(chē)便可進(jìn)行充電。相比線(xiàn)纜式充電的確便利了不少。

　　早在一個(gè)世紀之前，尼古拉·特斯拉就進(jìn)行了無(wú)線(xiàn)電力傳輸的試驗。目前無(wú)線(xiàn)充電在智能手機和電動(dòng)牙刷等小型電子產(chǎn)品中應用廣泛。對于電動(dòng)車(chē)來(lái)說(shuō)，無(wú)線(xiàn)充電系統的構成包括埋在路面下的能夠產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)的感應線(xiàn)圈，車(chē)底部也需要一個(gè)與之對應的感應線(xiàn)圈，將磁場(chǎng)中的能量傳遞至電池中。

無(wú)線(xiàn)充電大門(mén)開(kāi)啟

　　預見(jiàn)到無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的普及趨勢，SAE正在致力于更新其J2954無(wú)線(xiàn)充電標準，目前規定的無(wú)線(xiàn)充電頻率為85kHz。

　　近期在巴塞羅那舉辦國際電動(dòng)汽車(chē)報道研討會(huì )上有報告指出非?？春脽o(wú)線(xiàn)充電的前景。高通公司位于英國的Halo（光環(huán)）業(yè)務(wù)部近兩年基于85kHz無(wú)線(xiàn)充電頻率標準進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)的研發(fā)，其目標在2016年年底前向多家汽車(chē)制造商供應這項技術(shù)。

　　據高通公司業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)和市場(chǎng)部副總裁Anthony Thomson描述，明年，國際汽聯(lián)舉辦的電動(dòng)方程式系列賽事中的賽車(chē)都將采用該公司研發(fā)的20千瓦無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)。

　　據稱(chēng)，英菲尼迪LE電動(dòng)車(chē)明年也將配備無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)，其感應極板系統將由WiTricity公司提供。

　　“無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)潛力巨大”，沃爾沃電力推進(jìn)系統部門(mén)副總裁Lennart Stegland表示：“無(wú)線(xiàn)充電是一項高效、便捷的能量傳輸技術(shù)。研究表明其安全性也非常高?！蔽譅栁诌€指出，政府應盡快出臺相關(guān)的法規用以完善無(wú)線(xiàn)充電制度。

　　隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)時(shí)代即將到來(lái)，各大零部件廠(chǎng)商與車(chē)企紛紛展開(kāi)合作。例如WiTricity與德?tīng)柛＜柏S田的合作、Evatran與博世的合作、西門(mén)子與寶馬合作。通用電氣與電裝也有相關(guān)技術(shù)合作。

“充電車(chē)道”成為可能

　　而在無(wú)線(xiàn)充電之上，如今一種基于該技術(shù)演變的新技術(shù)逐漸嶄露頭角，那就是可以在行駛途中充電的“Charging on the go”技術(shù)，也稱(chēng)動(dòng)態(tài)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)。

　　雖然無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)還尚未大面積普及，業(yè)界對動(dòng)態(tài)無(wú)線(xiàn)充電的技術(shù)已有所討論。高通公司的Halo業(yè)務(wù)部與奧克蘭大學(xué)目前研究的一個(gè)課題就是：今后利用行駛途中充電的方式建造一條特殊的“充電車(chē)道”，車(chē)輛根本無(wú)需停下，僅需在這條車(chē)道中行駛，便可將電池充滿(mǎn)。

　　目前沃爾沃瑞典測試場(chǎng)中的一條1/4英里長(cháng)的車(chē)道路面下就埋著(zhù)動(dòng)態(tài)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)所需的相關(guān)感應系統。

　　在韓國龜尾市，韓國先進(jìn)科技學(xué)院正在一條長(cháng)24公里的城市環(huán)路中測試動(dòng)態(tài)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)，試驗車(chē)隊為12輛公交車(chē)。地下感應線(xiàn)圈用20kHz的頻率和100千瓦功率，以85%的傳輸效率在170毫米的氣隙間將能量傳遞給車(chē)輛。

　　這項系統中采用由于采用了大功率感應線(xiàn)圈，因此其電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)強度并不是很精確，甚至有時(shí)候會(huì )影響到汽車(chē)車(chē)身中其他的金屬架構。該系統在為電動(dòng)車(chē)提供便利的同時(shí)，也引發(fā)了安全問(wèn)題。

　　而奧克蘭大學(xué)的方案則與上述方案相反，其采用小功率線(xiàn)圈，能夠保證安全性和電力傳輸精確性。不過(guò)，要有效地為電動(dòng)車(chē)進(jìn)行動(dòng)態(tài)充電則需要大量的小功率線(xiàn)圈，甚至需要在道路底下鋪滿(mǎn)。這顯然會(huì )大幅增加建設成本和系統復雜度。

新系統，動(dòng)態(tài)無(wú)線(xiàn)感應充電

　　以上的兩種方案均有其優(yōu)劣勢，而美國Lukic大學(xué)和北卡州立大學(xué)的兩位博士生Zeljko Pantic和Kibok Lee發(fā)明了一種綜合以上兩種方案的新方法。系統中采用多個(gè)分段線(xiàn)圈，每段線(xiàn)圈均具有一定強度的磁場(chǎng)。將這些分段線(xiàn)圈串聯(lián)后，則能產(chǎn)生相同強度的電流。

　　車(chē)載接收線(xiàn)圈的尺寸與路面下的發(fā)射線(xiàn)圈相同，以提供最佳的傳輸效率。系統利用快速響應線(xiàn)圈實(shí)現共振效應，從而讓傳輸功率提升了400%。不過(guò)，研究者解釋道，只有在兩端的線(xiàn)圈完全對齊時(shí)才能達到最大傳輸效率，也就是說(shuō)，大部分情況下該系統對電動(dòng)車(chē)的充電效率會(huì )小打折扣。

　　Lukic和他的團隊目前制造了一個(gè)功率為0.5千瓦的原型動(dòng)態(tài)無(wú)線(xiàn)感應充電系統。其下一步將把系統功率提升至50千瓦左右。

動(dòng)態(tài)無(wú)線(xiàn)感應充電示意圖