一项新研究(灵感来自钢)正寻求将全球高速公路转变为电动汽车的无线行车充电站。

社会接受电动汽车的征程并非一帆风顺。在寻求大众认可的过程中,电动汽车要克服许多障碍—从差劲的外表到让人提不起神来的性能。

幸运的是,最近的车型已向人们证明,电动汽车(EV)可以像燃油车一样漂亮。 无论是诸如大众e-Up之类的入门级车型,还是宝马i8之类的高端性能选项,人们逐渐意识到,那种将环保意识对标丑学意识的时代已一去不复返了。

不仅如此,特斯拉还成功改变了人们对电动汽车性能的看法,特斯拉最近发布的车型可在2.5秒内加速至60mph,这比Ferrari 488 GTB还要快!

因此,许多现代电动汽车不仅美观大方,其出色的启动性能,还能带来不少快感。但电动汽车仍留下了一个普遍性问题。只要车主在街道上驾驶电动汽车呼啸穿行,他们就必须应对一个主要的绊脚石:有限的行驶距离,以及随之而来的范围焦虑症。不过,得益于日本一所大学的研究,这一切可能即将改变。

Ohira教授及其同事开发了一种被称为“通过车轮进行动力传输”的技术。

电动汽车上的切割线

“由于电动汽车续航时间短,且必须不断停车以为车载电池充电,因此许多客户不愿购买电动汽车。” 丰桥工业大学(Toyohashi University of Technology)的Takashi Ohira 教授解释道,“这就是我们开始这个项目的原因。”

Ohira教授及其同事开发了一种被称为“通过车轮进行动力传输( V-WPT)”的技术,该技术可为车辆提供动态动力。该技术有何特别之处?该技术能在汽车行驶于通电表面时为汽车电池充电,这与其他要求车辆在充电时保持静止的无线供电方案不同。

“短程无线动力传输并不是什么新鲜事物,该技术目前已广泛应用于诸如手机充电器以及电动牙刷等小型应用中。” 巴斯大学(Bath University)动力总成和车辆研究中心的电子与系统工程教授Peter Wilson评论道,“通常情况,这种无线充电的距离小于5mm,但对于车辆来说,传输能量的间距就需要更大。”

为解决路面和汽车之间的距离问题,Ohira教授与其研究人员利用了嵌入橡胶轮胎的钢带,由该钢带负责从埋在路面下的一对钢电极(类似于固定铁路线)中收集能源。此外,由于轮胎的钢带通过橡胶胎面电绝缘,因此,研究人员采用了高频位移电流以确保电源从路下送抵该钢带。

“要构建出该系统,我们需在路面下放置一对平行共面长钢板,以确保电能在其中传导,并触及行驶的车辆,然后,车辆再通过轮胎吸收能量。” Ohira教授解释道,“它的工作原理与铁路火车大致相同— 铁路火车的电力来自架空电线,架空电线中的电力通过受电弓到达电机,然后再通过车轮回到火车下方的轨道。”

与公路合作的电动汽车

类似地,该大学研制的这一系统会通过右金属板送出高频电流,再通过右轮传到电机,然后通过左轮返回左金属板。Ohira教授认为,钢是该项目的最佳选择,因为钢具有良好的导电性和机械强度,可长距离应用而不用承担高昂成本—钢在铁路线上的广泛应用就证明了这一点。

未来的道路可能会架设专门用于充电的车道。
未来的道路可能会架设专门用于充电的车道。

根据巴斯大学(University of Bath)Wilson教授的说法,高速公路电气化的一大优点是,车辆可进行持续的“细流充电”,而不必停下来进行静态快速充电。 “这降低了车辆中电力电子设备和电线所需的额定功率,车辆可造得更小,更便宜。” 而且,由于电动汽车仍装有电池,因此,离开带电路面不会导致其断电,它们只需重新启用其电池储备就行了。

尽管该技术听起来很未来派,但目前,全球正展开各类相关的大规模可行性研究,以探索其实施方法。其中的一个项目是FABRIC —未来电动汽车道路充电解决方案的可行性分析和开发— 一项为期四年,耗资900万欧元的项目,涉及9个欧洲国家的24位合作伙伴,目前,该项目正在法国、意大利和瑞典的测试地点进行 。

现实世界中由路面驱动的插槽轨道车听起来很像是科幻小说,但感谢上述这些最新突破,它可能更接近于成为科学事实。

图片:本田和Highways(英格兰)
视频:丰桥工业大学