大功率線圈的研發進展證明電動汽車無線充電技術已準備就緒


一種新型無線電動汽車充電板能以突破性的100kW功率水平,像有線插頭一樣高效地為汽車電池充電--隻需將車停在指定地點,就能實現快速、高效和超級方便的充電。19世紀90年代,尼古拉-特斯拉首次展示著名的無線電力傳輸技術。如今,它在許多傢庭中已相當普遍,許多人使用無線充電板為手機、平板電腦和電動牙刷充電,甚至還有感應式電飯煲。

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ORNL 研究人員正在慶祝電動汽車上測試的最快無線充電器。它的工作功率為 100 千瓦,效率高達 96% Genevieve Martin/ORNL, 美國能源部

電能通過電磁場的相互作用從充電器傳輸到設備,這種曾經的黑魔法現在被認為是一種安全、方便、高效的工作方式。不過,這種技術在電動汽車領域還沒有真正普及開來,這主要是因為其功率水平與快速充電領域相去甚遠。例如,根據Verified Market Reports 的數據,目前市面上最快的電動汽車無線充電板之一是 Hevo 的 12 kW jobbie。這比墻壁插頭要好;這是 2 級充電速度,每小時能讓中等效率(3.5 英裡/千瓦時,或 5.6 公裡/千瓦時)的電動汽車行駛約 42 英裡(68 公裡),但這肯定不是你所希望的商業充電站的充電速度。

這就是為什麼橡樹嶺國傢實驗室(ORNL)宣佈的新解決方案看起來非常有前景的原因。

ORNL 的研究人員說,他們已經展示有史以來速度最快、功能最強大的無線電動汽車充電器,這種"輕型多相電磁耦合線圈設計"的功率傳輸速度比 Hevo pad 快八倍多,足以讓同一輛汽車在一小時內充電 350 英裡(563 公裡)。

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線圈直徑略大於 14 英寸,是有史以來在車輛上測試的最快無線充電器 Genevieve Martin/ORNL, 美國能源部

接收線圈安裝在現代科納電動汽車上,停在直徑為 14 英寸的多相發射器上,中間有 5 英寸的空氣間隙。經測量,該系統的功率為 100 千瓦,效率為 96%--與優質電纜和插頭的效率相當。研究人員指出,在臺式實驗室測試中,傳統線圈技術的傳輸功率為 120 千瓦,但這是在汽車上測試過的最好功率--多相線圈設計允許在盡可能小的線圈內實現最高的功率密度,使系統相對緊湊、方便。

ORNL的奧馬爾-奧納爾(Omer Onar)在一份新聞稿中說:"我們已經實現該類汽車無線充電系統的全球最高功率密度。我們的技術達到的功率密度是傳統線圈技術的8-10倍,可以在20分鐘內將電池充電狀態提高50%......這是一項突破性成就,為乘用電動汽車的快速高效無線充電打開大門。"

當然,任何無線充電解決方案(包括嵌入路面的無線充電解決方案)要想獲得真正的發展勢頭,還需要做很多事情,首先是汽車制造商要確定標準,並在其車輛上安裝接收線圈和充電設備。這有點像先有雞還是先有蛋的問題:很少有制造商安裝線圈,因為很少有公司大規模建設基礎設施,反之亦然。

但這確實是雙方都希望實現的目標。也許特斯拉公司是實現這一目標的最佳選擇,因為它不僅開發汽車,還擁有自己的快速充電網絡。事實上,根據Energy Matters 的報道,特斯拉正在開發快速充電網絡。

盡管無線電動汽車充電技術還無法挑戰電動汽車充電領域最快的有線連接,但它肯定能使無線電動汽車充電變得相對快速和高效。


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