美國斯坦福大學(xué)研制出新型電動汽車無線充電系統(tǒng)

美國斯坦福大學(xué)研究人員研發(fā)出一套新型電動汽車無線充電系統(tǒng)，并將研究成果發(fā)表于名為《應(yīng)用物理快報（Applied Physics Letters）》期刊上，利用計算機模型進行系統(tǒng)測試，并計劃下一步建立原型。

電動汽車發(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)量和電池充電時間限制，電動汽車無法行駛與燃油汽車相同的路程。尼桑全電動汽車一次充電最大行駛路程不超過161 km。目前直流快速充電站在半小時內(nèi)可實現(xiàn)為電池充電80%～100%，比1級、2級充電站更具優(yōu)勢，但電動汽車一次充電后的行駛路程不盡如人意。解決電動汽車行駛便利難題的方法之一即采用高速整合無線充電技術(shù)。

斯坦福大學(xué)研究人員認為磁共振系統(tǒng)可實現(xiàn)電動汽車穩(wěn)定無線充電，并在美國麻省理工學(xué)院2007年的研究成果基礎(chǔ)上取得突破。無線輸電技術(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。研究人員建立計算機模型進行系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計實驗，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的電動汽車底部的接收線圈傳輸電力10 kW，輸電接收效率達97%，遠超過其他類型無線輸電系統(tǒng)，足以為1輛達到高速公路行駛速度的汽車充電。研究人員相信，通過調(diào)整系統(tǒng)設(shè)計可實現(xiàn)更高效率。

數(shù)學(xué)模擬結(jié)果表明,系統(tǒng)不會對駕駛員、乘客及負責(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，無線電力傳輸只有在2個諧振器協(xié)調(diào)一致時才能實現(xiàn)。不同頻率物體不會受影響。

瀝青路面對無線輸電造成影響較小，但車身金屬材料會干擾磁場。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。實驗證明線圈產(chǎn)生的磁場對站在線圈間的人而言不造成影響，這一點就安全而言非常重要。

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

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

摘譯自互聯(lián)網(wǎng)