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电动汽车无线充电前景无限 技术待成熟

作者:rodin 2011-10-10 10:53:11 来源:新能源汽车网[www.xnyauto.com]

  作为私人购买新能源汽车获补贴试点城市之一,合肥或将对纯电动汽车采用无线充电技术。据了解,只要将纯电动汽车停在一块连接电路的塑胶垫上,车身下侧的电池就会通过电磁感应进行无线充电。合肥市科技局负责人表示,无线充电这项技术并不是在国外才有,国内许多院校都在研究这种技术。而随着合肥市新能源汽车的快速发展,无线充电技术极有可能在合肥得到应用。

  据了解,无线充电相当于把电能转换为电磁信号,汽车接收“信号”之后,再把磁能转化为电能。对此,相关车辆需安装相应的接收设备,地面充电设计也要做好相应的设备布局和安装。对于目前被电池能量密度掣肘的纯电动汽车而言,无线充电无异于天赐“福音书”。

  无线充电前景无限

  东南大学电气工程学院院长黄学良认为,纯电动汽车无线充电已是大势所趋,而新的无线充电技术则是未来纯电动车无线充电的关键。黄学良表示,未来无线充电技术还将在与智能电网的结合中得到长足的发展。如果能在道路上实现无线供电,会进一步降低对纯电动汽车动力电池能量密度的要求,更有力地推动纯电动汽车的大规模应用。同时,纯电动汽车与智能电网建设相结合还可以监控所有纯电动车辆的电池状态,采集高峰、低谷用电负荷及电价等方面的相关信息,从而引导电动汽车车主合理充放电,不再需要大量工作人员的参与,可降低人力管理及维护的成本。

  对于无限充电的未来,宇能电气有限公司副总经理武维超更是憧憬万分。他表示,若无线充电技术取得突破,纯电动汽车续航里程短的问题将成“浮云”。届时,公路上行驶的纯电动汽车可通过相关设施进行充电,从而可大幅度提高纯电动汽车的续航里程。由于对动力电池能量密度要求的降低将会大幅度降低纯电动汽车的制造成本及售价,更有利于纯电动汽车的推广及应用。同时,驾驶员可通过使用相关识别卡结算无线充电费用,可让纯电动汽车节约因充换电所造成的大量时间浪费。如果技术得到突破,被视为纯电动汽车“禁区”的重型卡车也可因无线充电而采用大功率电机,让汽车真正进入“纯电动时代”。

  据了解,目前使用专业充电站对纯电动汽车进行普通充电与快速充电都存在相应的缺点。普通充电多为交流充电,需8-10小时,时间较长。快速充电虽然只需10-20分钟,但快速充电对城市电网的冲击很大,同时也会大幅度降低动力电池的使用寿命。若采用无线充电技术,只需对现有停车场进行改装即可。由于无需快速充电,因此对电网也不会造成过大冲击。

  专家表示,无线充电技术利用电磁感应原理,不必担心充电公路会带来电磁污染。相关研究表明,公路上的纯电动汽车集电效率较高,最高可达62千瓦,效率为74%。同时,充电公路的电磁波很弱。经过测试,带动车厢的动力车头的电磁波在50毫高斯以内,运行中的车厢内的电磁波则在20毫高斯以下,都低于国际容许的电磁波安全基准值62.5毫高斯的要求。充电公路发射的电磁波相当于以电壶煮咖啡,非常安全。

  国外抢先试点

  由于看到无线充电技术的巨大市场应用前景,相关国家纷纷加大对其科研力度,并正在进行相关试验,力求抢占纯电动汽车发展的制高点。据了解,目前韩国研究人员已在其国内某处游乐园内铺设了400米长的充电公路。特制的纯电动观光汽车或私人纯电动汽车经过该路段时,汽车底部的仪器就会通过电磁感应充电法,从埋在路面下的金属条获取电能。该仪器会用电能来驱动纯电动汽车行驶,多余的电能则被储存在电池内。由于一边行驶一边充电,该纯电动汽车又被称为在线电动汽车(OLEV)。

  研究人员表示,只需把现有公路的20%改建成充电公路,纯电动汽车就可以畅行无忧,充电费用可以按照行驶里程来计算。在全球范围所有电动汽车充电系统中,这是最具经济效益的系统,其营运成本只是一般电动汽车充电系统的1/3。

  然而,所有输电线路都存在一定的电阻,长距离传输电力必然会伴随巨大的能量损耗。由于空气本身就是一个巨大的电阻,无线充电因此也会存在巨大的能量浪费,如何延长无线充电的距离就成为其能否大规模商业化的重要前提之一。此前,日本科学家表示,已研制成功一种新型无线充电器,该充电器可为1米之外的设备进行充电。

  去年11月,英国HaloIPT公司利用其最新研发的感应式电能传输技术成功实现为纯电动汽车进行无线充电。据介绍,电能接收垫被安装于一台试验纯电动汽车车身下侧,通过无线充电系统对电池进行充电。该公司表示,这种感应式电能传输系统可以让驾驶员根本无须担心忘记为纯电动汽车充电。据透露,这种感应式电能传输技术将于2012年开始实现商业化推广应用。

  无线充电目前“有限”

  江汽股份新能源汽车研究院院长夏顺礼表示,汽车就像现在的手机一样能够随时随地接收“信号”并转化为电能,理论上可行。但受客观因素的制约,无线充电技术从实验室走向真正的产业化,尚需时日。

  专家表示,目前国内正在修建纯电动汽车充电设施。国家电网计划今年在中国27个城市完成75座公用充电站、6209台交流充电桩及部分电池更换站。但是,由于该技术尚不成熟,目前并不具备推广该技术的条件。

  据了解,无线充电在小功率的范围内具有方便快捷、高效的优点。但由于纯电动汽车对电能的要求较高,随着传输距离的加大,磁能的消耗也会随之变大,终端设备所获得电能相应也会减少。同时,无线充电设备是将网电降压变为直流电后再进行一次较高频率的开关控制交流变换输出,由于大功率的交直交电流转换是进行电能的二次性无线传输,因此电磁的空间磁损率太大。此外,电子器件的工作电流越大,器件的老化期也会越提前,这会对设备的维修与使用带来很多的不便利因素。

  数据显示,动力为几十马力的纯电动汽车所需的电能补充电流大多在5安培至20安培,电动汽车的功率越大,所需补充电能的电流量也就越大,其输出功率会大于500瓦特以上或甚至更高。如果多辆纯电动汽车同时进行充电,其所需的总电源功率输出将呈直线上升,从而给城市电网的稳定运行带来巨大考验。

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