通过电磁波共振技术,将电源线连接着的线圈埋设在高速路上,当电动汽车在行驶中,该线圈与设置在汽车底盘上的线圈产生共振频率,进而完成充电。这就是斯坦福大学一团队目前正在开发的一种能在高速路上完成无线充电的系统。
道路施工、野蛮开车和公路拥堵已经对驾车人构成了相当的压力,可如今,司机们又增添了一项新烦恼:里程焦虑。
电磁波共振技术
里程焦虑,这是一个专业术语,系指电动汽车驾驶员因担心充电不足没法抵达目的地而心生的突发恐惧。大多数司机恐怕都经历过这样的场景:当橙色指示灯显示油量不足且附近没有加油站时,都不免会心生忐忑。想象一下,当你的手机因电池不足开始闪屏,而周围又找不到任何充电插座时的感受。这就是里程焦虑。
据美国交通局的研究显示,有近78%的司机每天的开车里程在40英里(65公里)左右,这样的行车距离对于当今很多电动汽车来说是微不足道。事实上,电动汽车的典范――特斯拉汽车――充电后其行车里程可超过300英里(485公里)。
斯坦福大学理查德·沙逊(Richard Sassoon)博士分析,目前人们为什么不首先选择更清洁、安静且环保的电动汽车,其原因有三:
首先是受电池尺寸的限制,两次充电间隔时间很近,导致行车里程过短;第二是沿路缺乏足够的充电设施;第三是充电过程需要的时间很长,会持续几个小时。这就意味着在汽车充电时,你不得不停车接受被动的休息。
针对上述这些不足,研究人员和相关公司目前正在试图着手加以解决。比如,美国电动汽车供应商百特普雷斯公司在开发更高效电池的同时,开始修建电池“交换站”――可以让司机快捷地更换汽车电池,比加注一罐液化气还容易。
沙逊相信,还会有其他的方案可供选择,诸如在充电道路上进行无线充电:将电磁线圈嵌入高速路,而电动汽车通过时即可获取电能。从理论上讲,这意味着人们将不再需要停车充电了。
无线充电系统采用的是一种被称之为“磁共振耦合”的原理,其如同一位歌唱家用他的声音将玻璃击碎的场景,即音符产生的相同共振频率作用于玻璃后发生偶合,能量开始在玻璃上积聚,最终导致玻璃破碎。
而斯坦福大学研究小组采用的是电磁波共振技术,即与电源线连接着的线圈被埋设在高速路上,当汽车在行驶中,该线圈与设置在汽车底部的线圈会产生相同的共振频率,进而有能量在两者之间流动。
能充电的高速路
电磁波共振技术是基于2006年麻省理工学院开创性工作的基础上构建的。当年,该技术显示可以在静止状态下应用,如为电视机和其他设备供电。斯坦福这套系统据称其效率有了大幅度的提高。他们设计的线圈,可以在2米左右的距离间完成近97%的有效电量的传递。利用该模型,估计可输送电能达10千瓦。
沙逊说,“10千瓦,恐怕刚好是我们要给电动车充电的能力。”看来,将这一原理转化成实际的“充电路”并非想象中的那么难。沙逊认为,高速路通常由沥青或混凝土敷设而成的,其间会设有许多钢材连接物――大量的钢筋铺设或架设在道路段之间,我们就是想利用这些设施为我们所用。
沙逊相信,利用路基内大部分金属件作为发射机,而金属车身则可以作为接收器,这样就可以避免增添额外的结构组件。这需要时间,数年或数十年才能以这种方式实现道路的改装。然而,有些公司,包括麻省理工学院的一家无线电力衍生公司已经迈出了第一步,开始在停车场、车库和偏远地区建设充电站。这一行动已经引起了包括丰田、三菱和奥迪等汽车公司的关注。
奥迪电子企业有限公司(AEV)的比约恩·埃利亚斯(Bjorn Elias)博士说,我们的目标是要为客户提供一个高标准的充电方式――容易使用、全自动、无机械接触。AEV目前正在与无线电力(WiTricity)合作。不管你把汽车停在什么地方,即使在遇到红灯停车时,电池也会在充电。
目前,奥迪与其他公司正在创建一个公共标准,相信车库应用会成为第一步,预计在今后几年内将投入运营。沙逊认为,届时电动汽车将会成为人们的首选技术,在取代高耗油汽车的同时,消除掉对里程焦虑的恐惧。“你永远也不必担心因没电停车和及时充电的疑虑了。”
尽管我们的电动车可以随时充到电,但并非意味着我们什么也不想做了。驾车几百英里后,补充些体力,吃些东西,去趟洗手间还是需要的,只不过我们不再为里程焦虑罢了……
资料来源 BBC
责任编辑 则 鸣