電動(dòng)汽車無線充電技術(shù)明年走向市場(chǎng)

電動(dòng)汽車無線充電已是大勢(shì)所趨，而新的無線充電技術(shù)則是未來電動(dòng)車無線充電的關(guān)鍵。

最近一些大型汽車制造企業(yè)已經(jīng)與相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)取得聯(lián)系，目前正在討論將技術(shù)推向產(chǎn)業(yè)的相關(guān)事宜。

有關(guān)專家透露，最快明年無線充電技術(shù)就能走向市場(chǎng)。

今年7月，工業(yè)和信息化部在一次會(huì)議上公布了我國(guó)新能源汽車發(fā)展的新進(jìn)展：25個(gè)試點(diǎn)城市節(jié)能與新能源汽車總保有量超過1萬輛，其中私人購買新能源汽車超過1000輛，建成充電站與換電站近100座，充電樁4500多個(gè)，示范運(yùn)行總里程超過3.3億公里。

近年來，電動(dòng)車在新能源汽車中的地位日益穩(wěn)固，發(fā)展態(tài)勢(shì)迅猛，到2015年我國(guó)純電動(dòng)車保有量將實(shí)現(xiàn)百萬輛級(jí)。但與此同時(shí)，電動(dòng)車大規(guī)模推廣的問題也隨之而來。

磁耦合諧振式無線輸電技術(shù)是一項(xiàng)剛剛興起的技術(shù)，將有助于解決這些問題。

東南大學(xué)電氣工程學(xué)院院長(zhǎng)黃學(xué)良向《科學(xué)時(shí)報(bào)》記者表示：“電動(dòng)汽車無線充電已是大勢(shì)所趨，而新的無線充電技術(shù)則是未來電動(dòng)車無線充電的關(guān)鍵。”

“充電難”成發(fā)展瓶頸

電池是電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)面臨的重大問題。研究人員正在尋找一種容量更大、重量更輕、體積更小、循環(huán)壽命更長(zhǎng)的電池。鋰離子動(dòng)力電池、磷酸鐵鋰電池、高鐵電池等新型電池都進(jìn)入了他們的視野。

改良充電技術(shù)則是另一條有效的研究思路。目前，電動(dòng)車在專用充電站通過兩種方式進(jìn)行充電。然而，研究表明，這兩種充電方式都有著致命的弱點(diǎn)。

普通充電多為交流充電，需要8到10小時(shí)充滿。按照目前的狀況，一個(gè)擁有10個(gè)車位的充電站每天可以為30輛汽車充電。然而，如果該地區(qū)電動(dòng)車數(shù)量達(dá)到10萬輛后，充電站則將占用大量的城市用地。

完成一次快速充電只需要10到20分鐘左右。但是，黃學(xué)良告訴記者，快速充電對(duì)城市電網(wǎng)的沖擊非常大。數(shù)據(jù)顯示，一次快速充電消耗的電能是一棟辦公大樓用電負(fù)荷的5倍。

正因?yàn)槿绱?，盡管國(guó)家對(duì)私人購買新能源汽車進(jìn)行大力度的財(cái)政補(bǔ)貼，我國(guó)新能源汽車的市場(chǎng)反應(yīng)卻不盡如人意。例如在寧波市，不僅擁有電動(dòng)汽車的人寥寥無幾，去年建成的60個(gè)電動(dòng)汽車充電樁也幾乎成了擺設(shè)。

無線充電正是因?yàn)榭梢越鉀Q這些現(xiàn)實(shí)問題而被研究人員關(guān)注。

從10厘米到50厘米

雖然這項(xiàng)技術(shù)在用于電動(dòng)車充電上才剛剛興起，但是，對(duì)于電磁之間的關(guān)系，科學(xué)家早已不陌生。

早在19世紀(jì)60年代，尼古拉 特斯拉成功進(jìn)行了無線輸電。2005年，香港城市大學(xué)電子工程學(xué)系教授許樹源成功研制出“無線電池充電平臺(tái)”。盡管使用時(shí)仍然要將產(chǎn)品與充電器接觸，但這已經(jīng)距實(shí)現(xiàn)無線電力傳輸?shù)膲?mèng)想僅有一步之遙。

2009年10月，日本奈良市針對(duì)充電式混合動(dòng)力巴士進(jìn)行了無線充電實(shí)驗(yàn)。供電線圈埋入充電臺(tái)的混凝土中，汽車駛上充電臺(tái)，將車載線圈對(duì)準(zhǔn)供電線圈就能開始充電。

但是，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中使用的技術(shù)只能在10厘米之內(nèi)進(jìn)行充電，屬于電磁近程充電的范疇。黃學(xué)良告訴記者，這種短距離的充電可能會(huì)對(duì)汽車底盤的高度有一定限制。

而磁耦合諧振式無線充電技術(shù)則拉長(zhǎng)了無線傳輸?shù)木嚯x。美國(guó)麻省理工學(xué)院馬林 索爾賈?？说膱F(tuán)隊(duì)曾經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中利用磁耦合諧振原理，用兩米外的一個(gè)電源隔空點(diǎn)亮了一盞60瓦的燈泡。從此，磁耦合諧振式無線電力傳輸技術(shù)進(jìn)入了電動(dòng)車相關(guān)研究人員的視野。

黃學(xué)良告訴記者，利用無線充電，只需要改裝現(xiàn)有的停車場(chǎng)，就能夠給電動(dòng)車充電，不會(huì)占用過多的城市空間。由于不需要快速充電，也不會(huì)給電網(wǎng)施加過大的壓力。“這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用突破了電動(dòng)車推廣中的電池難題。”黃學(xué)良說。

記者了解到，目前東南大學(xué)的研究人員已經(jīng)將無線傳輸?shù)木嚯x增加到50厘米左右。一名汽車制造技術(shù)人員對(duì)這項(xiàng)成果的評(píng)價(jià)很高，他說：“這是我所見到的國(guó)內(nèi)唯一實(shí)現(xiàn)半米以上千瓦級(jí)無線功率傳輸?shù)难芯砍晒?rdquo;

明年將走進(jìn)市場(chǎng)

黃學(xué)良告訴記者，這項(xiàng)無線充電技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得較為成熟，同時(shí)，在成本上，無線充電設(shè)備為幾千元，而有線充電樁則要上萬。他認(rèn)為，應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)無線充電技術(shù)走向市場(chǎng)。

“美國(guó)、歐洲和日本等地區(qū)已經(jīng)開始著手電動(dòng)車無線技術(shù)的商業(yè)化。”他說。

去年11月，英國(guó)HaloIPT公司利用其最新研發(fā)的感應(yīng)式電能傳輸技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)為電動(dòng)汽車無線充電。電能接收墊安裝于一臺(tái)雪鐵龍電動(dòng)汽車車身下側(cè)，通過無線充電系統(tǒng)對(duì)電池進(jìn)行充電。

該公司表示，這種感應(yīng)式電能傳輸系統(tǒng)的另一個(gè)好處是，可以讓汽車駕駛員根本無須擔(dān)心忘記為電動(dòng)汽車充電。據(jù)該公司透露，這種感應(yīng)式電能傳輸技術(shù)將于2012年開始實(shí)現(xiàn)商業(yè)化推廣應(yīng)用。

記者了解到，最近一些大型汽車制造企業(yè)已經(jīng)與黃學(xué)良的團(tuán)隊(duì)取得聯(lián)系，目前正在對(duì)將技術(shù)推向產(chǎn)業(yè)的相關(guān)事宜進(jìn)行討論。黃學(xué)良透露：“最快明年就能在市場(chǎng)上看到產(chǎn)品了。”

黃學(xué)良還指出，未來無線充電技術(shù)還將在與智能電網(wǎng)的結(jié)合中得到長(zhǎng)足的發(fā)展。如果能在道路上實(shí)現(xiàn)無線供電，會(huì)進(jìn)一步降低對(duì)電池容量的要求，更有力地推動(dòng)電動(dòng)汽車的大規(guī)模應(yīng)用。

“電動(dòng)汽車與智能電網(wǎng)建設(shè)結(jié)合，可以監(jiān)控所有電動(dòng)車輛的電池狀態(tài)，采集高峰、低谷用電負(fù)荷及電價(jià)等方面的相關(guān)信息，引導(dǎo)電動(dòng)汽車車主合理充放電，不再需要大量工作人員的參與，降低了人力管理及維護(hù)的成本。”黃學(xué)良說。