虽然很多消费者已习惯为手机或其他便携式电子设备充电,但他们目前可能还无法适应购买一辆电动汽车后天天给车充电。随着通用雪佛兰沃蓝达和日产聆风等车型进入市场,具有超前思维的汽车制造商开始考虑插电式电动汽车的未来,希望以无线充电技术为这类车型的进一步市场化铺平道路。
■静态无线充电应用指日可待
“几乎所有汽车制造商都知道,消费者认为目前电动汽车的充电方式不太方便,他们更希望购买无线、不需要手动充电的车型。”WiTricity公司业务发展和营销总监大卫·沙茨说。该公司位于美国马萨诸塞州,从事手机和汽车无线充电技术的研发。
据了解,使用WiTricity公司的技术后,电动汽车用户给车充电时,不必小心翼翼地把车停在充电桩的旁边,也不用特意下车插好充电插头,只要把汽车随意停在充电站内即可。
WiTricity公司的无线充电技术基于磁共振耦合原理。电能输出设备的一端由螺旋线和电容板构成,产生的电力磁场可以在特定的频率形成共鸣,达到很强的相互耦合,从而进行充电。也就是说,充电装置的能量只能传输给相同频率的接收设备,两者之间的关系就好像是歌剧演员唱了特别的音调后,正好与面前的酒杯有相同的共振频率,就能震碎酒杯。
这项技术4年前由美国麻省理工学院的学者完成研发,专利技术被称为WiTricity,研究人员以此为名创建了公司。目前,利用磁共振耦合原理进行充电的方法被认为比其他无线充电方法更安全,因为充电站内虽然设置很强的磁场,却不影响附近其他的非共振物体。汽车及零部件制造商对于WiTricity公司的无线充电技术很感兴趣。去年,德尔福电子与WiTricity宣布开展合作。最近,三菱、丰田汽车也开始与之合作,共同推动静态无线充电技术的应用。
■动态无线充电消除用户的“里程焦虑”
就在汽车制造商希望推广应用这项新技术时,一些研发人员开始向静态无线充电的下一个发展阶段——动态无线充电发起攻坚战。采用动态无线充电技术后,电动汽车在路上行驶时就可以自动充电。目前,普通消费者最担心的就是电动汽车在行驶过程中电量耗尽,自己被困在路上,动态充电技术可以帮助他们消除这一后顾之忧。
据介绍,位于中国的上海交通大学交大密西根联合学院的研发团队,正在测试一款应用磁共振耦合系统充电的电动汽车。与静态充电不同的是,充电装置并没有设在充电站或车库内,而是将无线充电的充电器设在道路上。电动汽车在这段路上行驶时,通过汽车底部配装的无线充电接收设备自动充电。
如果道路上配有无线充电装置,那么电能将无处不在,日后电动汽车不必装配沉重的电池,只需使用超级电容器储存能量。据了解,插电式电动汽车使用的电池充电过程缓慢,而超级电容器充电迅速,且可以进行频繁充电,是更为理想的存储设备。动态无线充电特别适用于电动公交车,可以保证公交车长时间行驶。
■无线充电还有未攻破的技术难关
不论汽车制造商还是普通消费者都非常支持无线充电,大家认为这种充电技术十分便利且更有效率。“无线充电技术更显人性化。”沙茨说。然而,无线充电面临的技术难题也不可忽视。
WiTricity所代表的静态无线充电和交大密西根联合学院所代表的动态无线充电,在技术层面存在共同的缺点,那就是充电器发射线圈与接收线圈之间的距离必须要短。据介绍,对于静态充电来说,最佳距离约为12~18厘米;对于动态充电来说,在离开充电装置50厘米左右,充电的效果几乎为零。
此外,与有望获得推广的静态无线充电技术相比,动态无线技术面临更大的技术难题。美国汽车研究中心主任布雷特·史密斯毫不客气地说:“我对超级电容器不抱特别大的期望。”他表示,虽然超级电容器的成本未来有可能比动力电池低,但现阶段功能还不够强,难以满足市场需求。“从目前来看,超级电容技术进步不大,10年内不可能大规模应用在电动汽车上。”史密斯称。
另据了解,在道路上加装充电设备的方法也引来反对之声。史密斯认为:“这听起来很令人兴奋,但短期来看不切实际,成本太高。”此外,这种做法是否会造成环境污染,目前还没有定论。
不过,无线充电技术的发展虽然仍面临诸多挑战,但实践者的队伍正不断发展壮大。奥迪在今年法兰克福车展上推出了无线充电概念车(UrbanConcept),宝马和西门子正在合作开发出租汽车专用的感应充电设施。按照这样的速度发展,电动汽车不久后也许就能真正实现无线充电了。
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