雖然無線科技在通訊領域日益盛行,例如WLAN、Wi-Fi、NFC、藍牙、RFID以及ZigBee等。但是在汽車行業(yè),目前電動車充電依然是“將電源線連接到車輛插座”的線纜連接方法。一些領先者,例如麻省理工學院(MIT)的研究人員、美國變壓器制造商Evatran、英國CABLED已經在該領域耕耘多年,并展示了無線充電技術在汽車領域的應用前景。
(1)WiTricity
WiTricity是麻省理工學院(MIT)的研究成果,該技術利用匹配天線間的磁耦合諧振,并首次演示了為60W燈泡進行的無線供電案例。
MIT助理教授Marin Soljacic是該技術的發(fā)明者。這個技術的關鍵在于非輻射性磁耦合的使用!皟蓚相同頻率的諧振物體將會產生很強的相互耦合,而只有與遠離諧振環(huán)境的物體有較弱的交互,” Soljacic表示,“正是物理原理實現了非輻射性無線能量的傳輸!蹦壳,磁耦合被用于短距離范圍,以對電池進行充電,如在電子牙刷中,但它要求正在充電的設備非?拷袘圈,這是因為磁場能量隨著距離變大會迅速丟失。
在傳統(tǒng)的磁感應中,距離只能通過增加磁場強度來增加。另一方面,WiTricity使用匹配的諧振天線,可使磁耦合在幾英尺的距離內發(fā)生,而不需要增強磁場強度。其它組織則演示了較長距離的射頻無線功率傳輸,但傳輸的功率只有幾微瓦到幾毫瓦。
演示裝置包括直徑約為3英尺的匹配的銅線圈,以及與電源相連的工作頻率在兆赫范圍的傳輸線圈。接收線圈在非輻射性磁場內部發(fā)生諧振,并以相同的頻率振蕩,然后有效地利用磁感應來點亮燈泡。Soljacic在燈泡演示中讓他的整個設計團隊成員站在發(fā)送和接收天線之間,這表明諧振天線甚至其間有有物理存在時也能保持耦合。燈泡繼續(xù)發(fā)光,而不受障礙物的影響。該團隊聲稱,如果沒有匹配天線產生的諧振,那么將會有一百萬多倍的能量被用在傳輸線圈中,以實現傳統(tǒng)的非輻射性磁感應。
接下來,該團隊準備通過設計與嵌入在膝上型電腦底部的天線線圈相匹配的電腦房天線,來演示以無線方式對膝上型電腦進行供電。這個團隊不僅認為該技術能夠提供足夠的電源來給膝上型電腦的電池充電,而且還預計這個技術能夠直接向膝上型電腦供電而去掉電池。
該研究項目受到美國陸軍研究辦公室、MIT陸軍納米技術研究所(ISN)、美國國家科學基金會以及美國能源部的資助。Soljacic的團隊成員包括Peter Fisher教授和John Joannopoulos教授(ISN主任),以及Andre Kurs、Aristeidis Karalis和Robert Moffatt等學生。
在汽車領域,WiTricity技術合作者有美國汽車零配件供貨商Delphi,以及日本TOYOTA集團。其中,Delphi將與WiTricity合作開發(fā)電動車用的無線充電技術,TOYOTA與WiTricity合作建構更有效率的無線充電技術。
(2)Plugless Power
美國維吉尼亞州的變壓器制造商Evatran發(fā)表的Plugless Power無線充電技術,可以傳輸高達3.3kV電力,充電效率高達90%以上,可望為電動車提供一套便利的充電方式。
Evatran指出,使用其Plugless Power的電動車車主,只需將車輛停在充電座上,透過電磁感應原理,Plugless Power就會利用電磁線圈來為車輛充電,車主不用下車為動手連接電源線。
2011年6月,Yazaki North America與Evatran簽署協(xié)議,合作開發(fā)面向電動汽車的Plugless Power技術。通過資源合作,雙方將為住戶、商業(yè)和工業(yè)領域開發(fā)“免動手”的無線充電系統(tǒng),車主將不再需要“將插頭插入電池”。
(3)CABLED
英國CABLED(Coventry and Birmingham Low Emission Vehicle Demonstrators)研究計劃當中的HaloIPT技術,不但可以無線充電,甚至還能裝設于快速道路上,讓電動車邊行駛邊充電!
(4)CED無間斷電動行駛技術
VOLVO和比利時科技、Flanders' Drive等單位合作,研發(fā)名為無間斷電動行駛 (Continuous Electric Drive,CED)的無線充電技術。
對于電動車的認知,消費者除了關心電池續(xù)航力外,另一項課題就是充電是否便利,無線充電將成為電動車發(fā)展過程中主流且必備的條件。隨著上述技術的成熟發(fā)展,電動汽車進入千家萬戶就不再遙遠。(楊棋,產通社)