一直以來,電動(dòng)汽車的續(xù)航能力引來消費(fèi)者的無數(shù)吐槽。不能跑長途,不能跑高速公路,不能便捷地快速充電,也成為影響人們放棄購置電動(dòng)汽車的主要因素。在當(dāng)前電池技術(shù)發(fā)展仍不足以讓電動(dòng)車與燃油車?yán)m(xù)航能力相媲美時(shí),為解決電動(dòng)汽車的高成本和續(xù)航焦慮問題,科學(xué)家們正在不斷嘗試,從其他方面著手來改變這一困局。
光伏高速公路,近年來成為各國在交通領(lǐng)域研發(fā)的新技術(shù)方向。有媒體報(bào)道稱,我國首條“超級高速公路”杭紹甬智慧高速公路即將開通。未來隨著電動(dòng)車無線充電設(shè)施的配套建設(shè),可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車在此路段行駛過程中邊跑邊充電。其實(shí)早在2017年,世界上首條光伏高速公路就在濟(jì)南通車了,起初運(yùn)行良好,但由于多種因素,其在投運(yùn)一段時(shí)間后就基本廢棄了。
長遠(yuǎn)來看,光伏道路的目標(biāo)是形成更加智能化的交通體系,未來能夠提供更加精準(zhǔn)的交通信息以及高精度地圖,甚至是在車輛行駛過程中進(jìn)行無線充電。但是其昂貴的成本和工程應(yīng)用問題,使得該設(shè)想或許仍將停滯在實(shí)驗(yàn)階段。
美國斯坦福大學(xué)的工程師們在《自然電子》雜志公布了一項(xiàng)新技術(shù),基于該項(xiàng)技術(shù)電動(dòng)汽車可以沿著為無線“加油”汽車而建造的未來高速公路行駛。
3年前,他們建造了第一個(gè)可以對運(yùn)動(dòng)中的物體進(jìn)行無線充電的系統(tǒng),其中無線充電器通過產(chǎn)生一定頻率的振蕩磁場來傳輸電能,該磁場會(huì)在接收設(shè)備上的電磁線圈中產(chǎn)生共振振動(dòng)。他們通過合并一個(gè)放大器和反饋電阻器,使得該系統(tǒng)能夠隨著充電器與運(yùn)動(dòng)物體之間的距離變化,而自動(dòng)調(diào)整其功率,但是最初的效率并不高,無法實(shí)用。
經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,該放大器內(nèi)部使用了大量電能以產(chǎn)生所需的放大效果,如何進(jìn)一步提高傳輸效率成為關(guān)鍵。現(xiàn)在,研究人員用效率更高的“開關(guān)模式”放大器代替原始放大器,將系統(tǒng)的無線傳輸效率提高到了92%。據(jù)稱,新的實(shí)驗(yàn)室原型可以在2~3英尺的距離內(nèi)無線傳輸10W的電能。但該類放大器只能在非常精確的條件下達(dá)到高效放大的目標(biāo)。
研究人員表示,無線電能傳輸系統(tǒng)的速度很快,可以為行駛的電動(dòng)汽車進(jìn)行充電,傳輸汽車所需的數(shù)十千瓦或數(shù)百千瓦電能基本沒有障礙;唯一的限制因素是汽車電池的充電速度;此外將無線充電器嵌入高速公路也不是短時(shí)間內(nèi)就能實(shí)現(xiàn)的。
與以上想法不同的是,美國佛羅里達(dá)大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程系的研究人員,受飛機(jī)空中加油模式的啟發(fā)而提出了新設(shè)想:一輛裝有大型儲(chǔ)能電池的卡車在另一輛需要充電的汽車前面行駛,兩輛汽車伸出伸縮式充電臂,直到它們連接在一起。
在收費(fèi)方面,研究人員設(shè)想了一個(gè)在云中運(yùn)行的中央管理系統(tǒng),他們將這種概念稱為點(diǎn)對點(diǎn)汽車充電,允許汽車通過在行駛中充電來節(jié)省時(shí)間,而電池技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展也是使這一想法早日實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。