想要擺脫線充窘境?電動車無線充電技術發展概況

Yahoo奇摩汽車 2020-07-25 20:20:58

作者:SanjiNoir 黑侍樂讀

👉圖片摘自:evchargeplus.com

只要是車,在使用上就一定會面臨到「能量補充」這件事情,以燃油車來說,就是加油,而電動車呢,則是充電,目前從電動車使用面上來看,進行充電會先碰到的問題,主要是在充電時間方面,這部分多數車廠已開發了各種高性能充電器,盡量地縮短花費時間,而另一個值得關注的問題,則是「充電方式」。

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咱們指的就是「有線充電」與「無線充電」,有線充電需要拿出充電線、連接充電樁與汽車,才能進行充電,充滿電力後還要拆除此線才能行駛,而無線充電則不同,車輛只需要停在充電裝置可作用的停車位置,就可進行充電,充滿電後也不需要做任何動作,坐上車發動就可行駛,更何況充電裝置的設置地點也比較不受天候影響,既便利又美好,不過與手機相同,無線充電會碰到的問題,主要是「充電效率低落」帶來的各種衍生缺點。

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有許多研發無線充電技術的品牌已開始發表各種新的無線充電技術,而無線充電的應用,或許能看看以下這個實驗案例,來自英國的車輛無線充電技術研發品牌目前已在挪威奧斯陸啟動了試用計畫「ElectriCity」,內容是提供無線充電技術給Jaguar I-Pace電動計程車使用,這項計畫也提供給北歐計程車公司Cabonline和挪威最大的充電站運營公司Fortum Recharge使用。

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我們討論的是「普通的快速充電」,並不是超級充電站那種超大功率的快速充電,然而,對計程車來說,在等待乘客的時候,即便充電功率只有50 kW,也能充入相當程度的電能,Momentum Dynamics在發布的新聞稿中表示工程師在各個乘客接待點上安裝了多個無線充電盤,功率介於50-75 kW之間,這表示每次計程車完成載客回去待機的時候,設備就會自動替車輛進行6-8分鐘的充電,且駕駛不需進行任何的機械連接或操作。

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以這種運作方式,只要駕駛能夠換班,計程車就能持續運作24小時,Momentum Dynamics的執行長Andy Daga認為這種作法與技術能替電動車開展更寬敞的未來,若能廣設無線充電裝置,就可讓計程車連續載客,而這種模式特別適合現在蓬勃發展的自動駕駛技術,對於那些想要實現零排放運輸的城市是非常好的模板。

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選擇挪威奧斯陸市來執行這項實驗是合理的,當地2020年目前電動車銷售佔比高達56%,且挪威政府還希望要在2025年開始限制新車車市只能銷售電動車,在2024年的時候奧斯陸市是有機會將計程車100%換成電動車的。

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上述是現階段的無線充電應用方式,不過還有團隊在研發效率更好且更強大的無線充電技術,以當前的技術來說,若要進行無線充電,則車輛本身必須靜止,不過今年4月的時候美國史丹佛大學發表了一種系統,有能力在一個手臂長度的距離內對移動裝置進行充電,他們的系統以電磁波作為主要的能量傳導方式,裝置會產生一個特定頻率振動的磁場,藉此使附近的磁場做出響應,這就像是產生合適的音調能使酒杯破掉一樣,以這種效應為主,一個電磁線圈得以驅動與配對線圈相連設備中的電流,透過這種作法,裝置得以傳導出大量的能源,且效率非常接近有線傳導,不過此裝置的缺陷是線圈之間的連接點十分脆弱,若整個系統受到了干擾,則電磁振動的頻率也會隨之產生變化,進而使無線連接中斷,確切的說,只要發送裝置或接收裝置移動了一點點的位置,則整個充電效應就會中斷,要注意的是此處說的接收裝置並不是電動車本身。

👉圖片摘自:www.tesla.com

然而,另一間公司-WiTricity聲稱已找到了解決方法,其主要業務就是研發無線充電技術,他們採用的方式基本與上述相同,只不過把發送和接收裝置結合成單一物體,因此當其中一個裝置移動位置時,另一個裝置也會隨之移動,此做法使系統能夠自己維持適當的頻率,不需要外部實體或軟體來進行調整,史丹佛大學的研究團隊也做出了類似的突破,根據模擬實驗,這種充電裝置就算在車輛以超過300 km/h的時速接近,也能夠進行充電。

👉圖片摘自:cms.qz.com

發送裝置所產生的能量可以替任何運作範圍內且有配備線圈的裝置進行充電,且僅需少量的電力就能維持運作,這種特性很適合用在電氣化高速公路或工廠等處,在這些地方的移動機器人不需要停下工作也能進行充電,想像一下,未來或許有一天,我們替手機充電時不需要再找充電線,只要走進大門,門上的裝置就會自動為其充電。

👉圖片摘自:www.driving.co.uk

裝置本身的效率和應用十分出色,不過要走向商用化還有很長且充滿曲折的路要走,WiTricity的執行長Alex Gruzen深知這點,他暗示未來會推出更簡易的解決方案來提供給電動車,目前推廣的大方向是將充電裝置設置在使用者較多的地方,像是景點停車場、或者繁忙的路口,目前無線充電市場預計每年會成長30%,到了2025年會變成270億美元的巨大市場,或許在可預見的未來,電動車的用戶將不用再因為安裝充電樁而煩惱呢!


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