電動汽車無線充電未來可期

在電力運輸革命中，內燃機汽車可能瀕臨絕境。不過，它們具有加油便捷的獨特優勢，因此開著內燃機汽車長途旅行很少出現問題。但它們的繼任產品卻并非如此。由于缺乏通用標準，電動汽車配備的充電系統各式各樣，電纜和插座也大相徑庭。因此，駕駛電動汽車長途旅行需要精心謀劃，確保電池在出發時電量充足，并且途中配備有兼容的快速充電站。

如果電動汽車可以無線充電，那就會方便得多。一些電動牙刷以及手機等其他小型設備，已經可以通過電磁感應進行充電。這種方法利用的是邁克爾·法拉第在19世紀闡釋的原理：交流電通過線圈時，產生的磁場會不斷變化，之后又會在放置于其旁邊的另一個線圈中產生電流。包含第二個線圈的設備將傳輸進來的電力轉換成直流電，可用于電池充電。

電動牙刷和手機用戶都知道，設備和充電器必須相互靠近并精確對齊，才能順利完成充電。電動汽車則很難做到這一點，它位于地面之上，需要更高水平的能量傳輸。

憑借WiTricity公司取得的重大進展，這些問題正在得到解決。該公司成立于2007年，總部距離美國波士頓不遠，旨在將麻省理工學院（MIT）馬林·索拉埃（Marin Soljaèi?）的成果商業化。索拉埃博士認為，從理論上說，通過使發射線圈和接收線圈以同樣頻率共振，就可能在更長的距離上傳輸更大的能量。他努力將這一理論轉化為實際應用。在一項實驗中，索拉埃與其同事在兩米的距離內發送了足夠的能量，點亮了一個60瓦的燈泡。他們還進行了安全測試，發現這種形式的電力傳輸不會危及周圍的人。

WiTricity正與多家汽車制造商合作。2018年，該公司將其首個商用系統出售給了寶馬，寶馬將該系統安裝在部分530e混合動力汽車上。WiTricity的老板亞歷克斯·格魯森（Alex Gruzen）表示，該系統可將電力從電網傳輸至汽車電池，效率高達93%，這與插電式充電系統的效率相差無幾。汽車的接收線圈也不必直接放在充電板上方——諧振線圈的優點在于，它們不必排列得那么緊密才能傳輸電能。

至于能傳輸多少電力，傳輸速度有多快，這是設計和成本的問題。對于大多數家用電動汽車，一個11千瓦的無線充電器足以滿足需求。這種充電器售價約為2 000美元，每充電1小時可大約行駛50千米。以這個價格，無線系統可與插電式家用充電設備一較高下。

無線充電的另一大優勢是格魯森所說的“電力快餐”。汽車短暫停止行駛，電池就可充滿。該公司為排隊等候的出租車提供這種充電系統，并在公交站點為電動巴士提供充電系統。汽車在行駛時也同樣可以充電。在汽車經常需要排隊的地方，比如機場，這一優勢可能意義非凡。但格魯森并不認為在高速公路設置充電車道是一個現實的提議。

還有的公司正在生產使用各種磁共振感應技術的無線充電系統。迄今為止，這些系統主要用于商用車輛，它們也必將促進該技術在汽車上的推廣使用。例如，2020年3月，美國賓夕法尼亞州的動量動力公司宣布了一項向電動穿梭巴士生產商綠色動力汽車公司提供無線充電器的協議。

電動卡車也即將實現無線充電。2020年2月，由奧馬爾·奧納爾（Omer Onar）領導的團隊在田納西州橡樹嶺國家實驗室演示了一款功率為20千瓦的無線充電裝置，發現給混合動力UPS快遞卡車的60千瓦電池組充滿電需要3個小時。奧納爾博士介紹說，該團隊還開發了一款120千瓦的快速充電器，它可以給電動汽車無線充電，充電速度與特斯拉超級充電站相當，后者是目前最快的插電式充電系統之一。

至關重要的是，與插電式充電汽車沒有通用標準不同，目前正在制定的無線充電標準至少在理論上應該允許所有裝備符合要求的電動汽車使用任何無線充電器。中國最近批準了一套國家標準，它與WiTricity等西方行業組織正在制定和推廣的標準類似。鑒于中國一直是電動汽車推廣力度最大的國家之一，該國在市場上的影響力可能會促使大多數公司（包括外國公司）遵守其設定的標準。

資料來源 The Economist