一直以來,電動汽車的續航能力引來消費者的無數吐槽。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汽車的主要因素。在當前電池技術發展仍不足以讓電動車與燃油車續航能力相媲美時,為解決電動汽車的高成本和續航焦慮問題,科學家們正在不斷嘗試,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域研發的新技術方向。有媒體報道稱,我國首條“超級高速公路”杭紹甬智慧高速公路即將開通。未來隨著電動車無線充電設施的配套建設,可實現電動車在此路段行駛過程中邊跑邊充電。其實早在2017年,世界上首條光伏高速公路就在濟南通車了,起初運行良好,但由于多種因素,其在投運一段時間后就基本廢棄了。
長遠來看,光伏道路的目標是形成更加智能化的交通體系,未來能夠提供更加精準的交通信息以及高精度地圖,甚至是在車輛行駛過程中進行無線充電。但是其昂貴的成本和工程應用問題,使得該設想或許仍將停滯在實驗階段。
美國斯坦福大學的工程師們在《自然電子》雜志公布了一項新技術,基于該項技術電動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,他們建造了第一個可以對運動中的物體進行無線充電的系統,其中無線充電器通過產生一定頻率的振蕩磁場來傳輸電能,該磁場會在接收設備上的電磁線圈中產生共振振動。他們通過合并一個放大器和反饋電阻器,使得該系統能夠隨著充電器與運動物體之間的距離變化,而自動調整其功率,但是最初的效率并不高,無法實用。
經實驗驗證,該放大器內部使用了大量電能以產生所需的放大效果,如何進一步提高傳輸效率成為關鍵。現在,研究人員用效率更高的“開關模式”放大器代替原始放大器,將系統的無線傳輸效率提高到了92%。據稱,新的實驗室原型可以在2~3英尺的距離內無線傳輸10W的電能。但該類放大器只能在非常精確的條件下達到高效放大的目標。
研究人員表示,無線電能傳輸系統的速度很快,可以為行駛的電動汽車進行充電,傳輸汽車所需的數十千瓦或數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間內就能實現的。
與以上想法不同的是,美國佛羅里達大學電氣與計算機工程系的研究人員,受飛機空中加油模式的啟發而提出了新設想:一輛裝有大型儲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。
在收費方面,研究人員設想了一個在云中運行的中央管理系統,他們將這種概念稱為點對點汽車充電,允許汽車通過在行駛中充電來節省時間,而電池技術的進一步發展也是使這一想法早日實現的基礎。