電動汽車無線充電未來可期

在電力運(yùn)輸革命中，內(nèi)燃機(jī)汽車可能瀕臨絕境。不過，它們具有加油便捷的獨(dú)特優(yōu)勢，因此開著內(nèi)燃機(jī)汽車長途旅行很少出現(xiàn)問題。但它們的繼任產(chǎn)品卻并非如此。由于缺乏通用標(biāo)準(zhǔn)，電動汽車配備的充電系統(tǒng)各式各樣，電纜和插座也大相徑庭。因此，駕駛電動汽車長途旅行需要精心謀劃，確保電池在出發(fā)時電量充足，并且途中配備有兼容的快速充電站。

如果電動汽車可以無線充電，那就會方便得多。一些電動牙刷以及手機(jī)等其他小型設(shè)備，已經(jīng)可以通過電磁感應(yīng)進(jìn)行充電。這種方法利用的是邁克爾·法拉第在19世紀(jì)闡釋的原理：交流電通過線圈時，產(chǎn)生的磁場會不斷變化，之后又會在放置于其旁邊的另一個線圈中產(chǎn)生電流。包含第二個線圈的設(shè)備將傳輸進(jìn)來的電力轉(zhuǎn)換成直流電，可用于電池充電。

電動牙刷和手機(jī)用戶都知道，設(shè)備和充電器必須相互靠近并精確對齊，才能順利完成充電。電動汽車則很難做到這一點(diǎn)，它位于地面之上，需要更高水平的能量傳輸。

憑借WiTricity公司取得的重大進(jìn)展，這些問題正在得到解決。該公司成立于2007年，總部距離美國波士頓不遠(yuǎn)，旨在將麻省理工學(xué)院（MIT）馬林·索拉埃（Marin Soljaèi?）的成果商業(yè)化。索拉埃博士認(rèn)為，從理論上說，通過使發(fā)射線圈和接收線圈以同樣頻率共振，就可能在更長的距離上傳輸更大的能量。他努力將這一理論轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用。在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，索拉埃與其同事在兩米的距離內(nèi)發(fā)送了足夠的能量，點(diǎn)亮了一個60瓦的燈泡。他們還進(jìn)行了安全測試，發(fā)現(xiàn)這種形式的電力傳輸不會危及周圍的人。

WiTricity正與多家汽車制造商合作。2018年，該公司將其首個商用系統(tǒng)出售給了寶馬，寶馬將該系統(tǒng)安裝在部分530e混合動力汽車上。WiTricity的老板亞歷克斯·格魯森（Alex Gruzen）表示，該系統(tǒng)可將電力從電網(wǎng)傳輸至汽車電池，效率高達(dá)93%，這與插電式充電系統(tǒng)的效率相差無幾。汽車的接收線圈也不必直接放在充電板上方——諧振線圈的優(yōu)點(diǎn)在于，它們不必排列得那么緊密才能傳輸電能。

至于能傳輸多少電力，傳輸速度有多快，這是設(shè)計和成本的問題。對于大多數(shù)家用電動汽車，一個11千瓦的無線充電器足以滿足需求。這種充電器售價約為2 000美元，每充電1小時可大約行駛50千米。以這個價格，無線系統(tǒng)可與插電式家用充電設(shè)備一較高下。

無線充電的另一大優(yōu)勢是格魯森所說的“電力快餐”。汽車短暫停止行駛，電池就可充滿。該公司為排隊等候的出租車提供這種充電系統(tǒng)，并在公交站點(diǎn)為電動巴士提供充電系統(tǒng)。汽車在行駛時也同樣可以充電。在汽車經(jīng)常需要排隊的地方，比如機(jī)場，這一優(yōu)勢可能意義非凡。但格魯森并不認(rèn)為在高速公路設(shè)置充電車道是一個現(xiàn)實(shí)的提議。

還有的公司正在生產(chǎn)使用各種磁共振感應(yīng)技術(shù)的無線充電系統(tǒng)。迄今為止，這些系統(tǒng)主要用于商用車輛，它們也必將促進(jìn)該技術(shù)在汽車上的推廣使用。例如，2020年3月，美國賓夕法尼亞州的動量動力公司宣布了一項(xiàng)向電動穿梭巴士生產(chǎn)商綠色動力汽車公司提供無線充電器的協(xié)議。

電動卡車也即將實(shí)現(xiàn)無線充電。2020年2月，由奧馬爾·奧納爾（Omer Onar）領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊在田納西州橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室演示了一款功率為20千瓦的無線充電裝置，發(fā)現(xiàn)給混合動力UPS快遞卡車的60千瓦電池組充滿電需要3個小時。奧納爾博士介紹說，該團(tuán)隊還開發(fā)了一款120千瓦的快速充電器，它可以給電動汽車無線充電，充電速度與特斯拉超級充電站相當(dāng)，后者是目前最快的插電式充電系統(tǒng)之一。

至關(guān)重要的是，與插電式充電汽車沒有通用標(biāo)準(zhǔn)不同，目前正在制定的無線充電標(biāo)準(zhǔn)至少在理論上應(yīng)該允許所有裝備符合要求的電動汽車使用任何無線充電器。中國最近批準(zhǔn)了一套國家標(biāo)準(zhǔn)，它與WiTricity等西方行業(yè)組織正在制定和推廣的標(biāo)準(zhǔn)類似。鑒于中國一直是電動汽車推廣力度最大的國家之一，該國在市場上的影響力可能會促使大多數(shù)公司（包括外國公司）遵守其設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)。

資料來源 The Economist