美國(guó)斯坦福大學(xué)研制出新型電動(dòng)汽車無(wú)線充電系統(tǒng)

美國(guó)斯坦福大學(xué)研制出新型電動(dòng)汽車無(wú)線充電系統(tǒng)

美國(guó)斯坦福大學(xué)研究人員研發(fā)出一套新型電動(dòng)汽車無(wú)線充電系統(tǒng)，并將研究成果發(fā)表于名為《應(yīng)用物理快報(bào)（Applied Physics Letters）》期刊上，利用計(jì)算機(jī)模型進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試，并計(jì)劃下一步建立原型。

電動(dòng)汽車發(fā)展道路上的一大障礙是一次充電后行駛路程的限制。由于充電站數(shù)量和電池充電時(shí)間限制，電動(dòng)汽車無(wú)法行駛與燃油汽車相同的路程。尼桑全電動(dòng)汽車一次充電最大行駛路程不超過(guò)161 km。目前直流快速充電站在半小時(shí)內(nèi)可實(shí)現(xiàn)為電池充電80%～100%，比1級(jí)、2級(jí)充電站更具優(yōu)勢(shì)，但電動(dòng)汽車一次充電后的行駛路程不盡如人意。解決電動(dòng)汽車行駛便利難題的方法之一即采用高速整合無(wú)線充電技術(shù)。

斯坦福大學(xué)研究人員認(rèn)為磁共振系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車穩(wěn)定無(wú)線充電，并在美國(guó)麻省理工學(xué)院2007年的研究成果基礎(chǔ)上取得突破。無(wú)線輸電技術(shù)是以磁共振耦合為基礎(chǔ)，將2條銅線調(diào)整為相同自然頻率產(chǎn)生共振，并間隔數(shù)英尺予以安裝。研究人員建立計(jì)算機(jī)模型進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)將發(fā)射線圈呈90°彎曲安裝于1塊金屬板上，可為裝在相距2 m的電動(dòng)汽車底部的接收線圈傳輸電力10 kW，輸電接收效率達(dá)97%，遠(yuǎn)超過(guò)其他類型無(wú)線輸電系統(tǒng)，足以為1輛達(dá)到高速公路行駛速度的汽車充電。研究人員相信，通過(guò)調(diào)整系統(tǒng)設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)更高效率。

數(shù)學(xué)模擬結(jié)果表明,系統(tǒng)不會(huì)對(duì)駕駛員、乘客及負(fù)責(zé)方向控制、導(dǎo)航和其他汽車操作的微電腦造成不良影響。斯坦福大學(xué)范汕洄教授表示，無(wú)線電力傳輸只有在2個(gè)諧振器協(xié)調(diào)一致時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。不同頻率物體不會(huì)受影響。

瀝青路面對(duì)無(wú)線輸電造成影響較小，但車身金屬材料會(huì)干擾磁場(chǎng)。因此在研究中采取了考慮存在大型金屬物體情況下的最佳傳輸方案。實(shí)驗(yàn)證明線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)站在線圈間的人而言不造成影響，這一點(diǎn)就安全而言非常重要。

斯坦福全球氣候與能源項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Richard Sassoon在報(bào)告中指出，該充電概念令人振奮的原因在于，未來(lái)電動(dòng)汽車有可能在行駛結(jié)束時(shí)電能存儲(chǔ)量高于行駛前存儲(chǔ)量。有關(guān)專家的愿景是未來(lái)將使用自動(dòng)化高速公路系統(tǒng)，利用太陽(yáng)能及其他可再生能源為無(wú)人駕駛電動(dòng)汽車實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電，有助于改善道路擁堵?tīng)顩r，減少溫室氣體排放。無(wú)線輸電技術(shù)未來(lái)還有利于無(wú)人駕駛汽車GPS導(dǎo)航。由于線圈設(shè)置在車道中間，產(chǎn)生的磁場(chǎng)有助于在不增加額外成本條件下實(shí)現(xiàn)精確定位。

研究人員還將就埋入線圈的最佳道路設(shè)計(jì)方案及人行道上鋼筋及其他金屬裝置是否會(huì)降低系統(tǒng)效率等一系列問(wèn)題進(jìn)行深入研究。該成果促使人們重新思考電動(dòng)汽車、住宅與辦公場(chǎng)所的供電方式，傳統(tǒng)方法離不開電線和插頭之類的裝置，而未來(lái)的研究方向是采用真空進(jìn)行輸電，該系統(tǒng)僅僅是朝著這個(gè)方向邁進(jìn)了一小步。

摘譯自互聯(lián)網(wǎng)