EV的最高境界是行駛中充電,日企開始涉足無(wú)線充電
豐田于2011年4月宣布向WiTricity投資。WiTricity是美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)的研究人員于2007年成立的風(fēng)險(xiǎn)企業(yè),主要開發(fā)非接觸充電技術(shù)。使用非接觸充電技術(shù)能以無(wú)線方式為EV和PHEV充電,而無(wú)需使用電線。這樣就只需將車停在停車場(chǎng)的規(guī)定位置便可充電,或者可在高速公路特別設(shè)置的“充電車道”上邊行駛邊充電。目前有很多企業(yè)都在大力開發(fā)這種可大幅提高EV和PHEV便利性的非接觸充電技術(shù)。此次豐田又加大了在非接觸充電技術(shù)領(lǐng)域的參與力度,由此有望加快該技術(shù)的實(shí)用化進(jìn)程。(采訪人:白石泰基=TechnoAssociates)
2015年后半開始配備在EV上
非接觸充電技術(shù)包括電磁感應(yīng)方式、微波傳輸方式以及磁共振方式等。其中,走在開發(fā)最前沿的是電磁感應(yīng)方式。電磁感應(yīng)方式可利用與變壓器相同的原理,進(jìn)行電力的無(wú)線傳輸。與變壓器的不同之處是,為延長(zhǎng)無(wú)線傳輸距離,電磁感應(yīng)方式需加大線圈尺寸,加載高頻電流。德國(guó)穩(wěn)孚勒(Wampfler)、日本昭和飛行機(jī)工業(yè)、加拿大龐巴迪(Bombardier)等公司已經(jīng)在開發(fā)用于汽車和有軌電車的系統(tǒng)。在汽車廠商中,日產(chǎn)汽車也在推進(jìn)開發(fā)。據(jù)介紹,日產(chǎn)計(jì)劃在LEAF(中國(guó)名:聆風(fēng))的下一代款式上選配非接觸充電系統(tǒng)。設(shè)想采用輸出功率為3kW左右的系統(tǒng)。
電磁感應(yīng)方式需要一次線圈(供電側(cè))和二次線圈(受電側(cè))的位置高度吻合,如果位置偏移,充電效率就會(huì)大幅降低。使用方法可將供電線圈埋入停車場(chǎng)或路沿的路面內(nèi),然后將車停在上面,在車輛靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行充電。據(jù)悉,日產(chǎn)正在開發(fā)的系統(tǒng)是“利用50cm見方的線圈,在60cm的距離內(nèi),可以在10cm以下的位置偏差的條件下使用”。
獲得豐田認(rèn)可的美國(guó)風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)的新技術(shù)
豐田參與投資的WiTricity公司是由確立了磁共振方式非接觸充電技術(shù)的麻省理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)立的。豐田判斷今后在該領(lǐng)域的技術(shù)開發(fā)方面需要與WiTricity合作,所以進(jìn)行了投資。磁共振方式的原理是:提前準(zhǔn)備好兩個(gè)以相同頻率共振的共振電路,然后利用在這兩個(gè)電路間產(chǎn)生的共振現(xiàn)象來(lái)無(wú)線傳輸電力。在送電側(cè)的電路上加載具有共振頻率的交流電后,電路周圍的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng),振動(dòng)傳達(dá)到受電側(cè)電路后,會(huì)在受電側(cè)電路中產(chǎn)生電流。磁共振方式與電磁感應(yīng)方式相比,即使送電側(cè)和受電側(cè)之間的距離變長(zhǎng),也能夠高效傳輸電力。另外,送電側(cè)和受電側(cè)的位置吻合精度也沒(méi)有電磁感應(yīng)方式要求的那么嚴(yán)格。豐田看中的就是磁共振方式的這種特點(diǎn)。
磁共振方式的歷史要比電磁感應(yīng)方式短。2007年,麻省理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)在首次成功完成磁共振式非接觸充電實(shí)驗(yàn)時(shí),曾以2m遠(yuǎn)的距離成功實(shí)現(xiàn)了60W的電力傳輸。距離為2m時(shí)的傳輸效率為40%,75cm時(shí)為96%。不過(guò),WiTricity在2010年10月宣稱,該公司的技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了3.3kW以上的電力傳輸。如果磁共振方式的非接觸充電技術(shù)得到確立,那么電動(dòng)汽車通過(guò)道路上設(shè)置的充電車道時(shí),就可以邊行駛邊充電。這樣一來(lái),EV就不用再受制于電池容量和充電站的數(shù)量,行動(dòng)范圍將大幅擴(kuò)大。