电动汽车无线充电技术获突破

电动汽车无线充电技术获突破 据悉,美国斯坦福大学一个研究小组正在设计开发这种高效充电系统,只要在路面下每隔几英尺埋一段金属线圈,就能利用磁场以无线方式传输大量电力。

  行驶充电里程无限

  目前电动汽车行驶里程有限,如全电动的尼桑聆风,一次充电行程不超过160千米,而电池完全充满却需要几小时。如果能有一种驾驶中充电的系统,将突破这一限制。

  “驾驶充电”这一概念令人兴奋,这意味着你的车可以不必充电而无限地跑下去。斯坦福大学正在设计的无线充电系统有望解决电动汽车接线充电的难题,其长期目标是开发出一种全电动高速公路,能给行驶在路面上的汽车和货车无线充电。电力工程副教授范汕洄说:“我们的设想是让你能一边跑在任何高速路上,一边给自己的汽车充电。但大规模铺设这种设施要翻新整个高速路系统,甚至超出交通领域。”

  无线充电系统原理

  无线充电传输的支撑技术称为“磁共振耦合连接”。将两个铜线圈调到相同的频率以形成共振,每隔几英尺放置一个。一个线圈接通电流后,会产生磁场使第二个线圈形成共振,这种磁共振使电能在空中无形地传输,从第一个线圈到磁感应线圈。

  早在2007年,麻省理工学院研究人员曾用磁共振点亮了一只60瓦的灯泡,证明了电力可以在两个相距1.8米的静止线圈之间传输,即使中间隔着人或其他障碍物。“这次实验还证明了磁场不会对站在线圈之间的人造成影响。”

  “路面沥青可能会带来些小影响,但给电磁场带来巨大扰动的却是车体中的金属元素。”范汕洄解释说。为了寻找最佳方案,他们构建了计算机模型,经过大量模拟,他们将线圈弯曲成90度角安装在金属板上,就能给相距近2米的共振线圈以10千瓦功率传输电力。这种无线传输方案的充电效率可达到97%,但要真正给汽车电池充电,还得在路面下埋入一系列线圈阵列。

  科研之路未来光明

  研究小组最近为这种无线系统提交了专利申请,下一步是实验室测试,最终将用在真实的驾驶环境中。在应用之前,研究人员必须确保该系统不会影响司机、乘客和各种各样的控制着驾驶、导航、空调及其他操作功能的仪器。

  此外,将来的无线充电技术还可能辅助自动驾驶汽车中的GPS导航。在设计的系统中,磁场也能用于控制驾驶,因为线圈埋在车道中央,能帮汽车精确定位而无需额外成本。目前,研究人员已开始研究路基传输的最佳布局,以及路面中的钢筋或其他金属对输电效率是否造成影响。

  道路专家展望,未来的自动化高速公路系统能利用太阳能电源或其他可再生能源,以无线方式给路上行驶的自动驾驶电动汽车充电。这不仅能减少交通事故,提高车流速度,还能减少温室气体排放。

来源:科技日报