橡樹嶺國家實驗室發表 120 千瓦電動車無線充電系統

作者 | 發布日期 2018 年 11 月 18 日 0:00 | 分類 汽車科技 , 軟體、系統 , 電力儲存 follow us in feedly

手機無線充電越來越普及,那麼未來電動車是不是也能無線充電?美國能源部隸屬的橡樹嶺國家實驗室多年來一直都在研發車用無線充電技術,如今更進一步,功率從 2 年前的 20 千瓦(kilowatt)提升到 120 千瓦,無線充電速度可比擬特斯拉(Tesla)的超級充電樁,可說車用無線充電離商用化實現又更進一步。



橡樹嶺國家實驗室前次發表車用無線充電研究成果是在 2016 年 3 月底,研究合作夥伴包括豐田、思科(Cisco)、大功率無線充電設備商 Evatran,以及美國南卡羅萊納州克萊門森大學的國際汽車研究中心,當時發表的原型的充電功率為 20 千瓦,充電轉換效率為 90%。

時隔 2 年多之後,2018 年 10 月,橡樹嶺國家實驗室發表最新研發成果,功率提升到 120 千瓦,充電效率提升到 97%,與當前有線快速充電裝置相當,研發過程採用電腦模擬,在線圈設計等各方面同時最佳化,為了達到 120 千瓦大功率,同時又不至於大幅增加系統設備體積重量,採用最新的碳化矽電子元件。

無線充電系統的結構是由電網取得電力,轉換為高頻率的交流電,通過線圈產生磁場,磁場變化使得 6 英吋距離外的車上充電線圈產生交流電力,在經由整流器轉為直流電,供電給車子的電池組儲存。橡樹嶺國家實驗室目前的裝置是向車子充電,未來將研發可雙向的裝置,也就是不但可以電網對電動車充電,必要時也能電網從電動車汲取電力,使得所有的電動車都能成為電網的能源儲存資源。

橡樹嶺國家實驗室成功打造 120 千瓦的原型,使得能源部提出更大膽的目標:發展 350~400 千瓦的充電裝置,能在 15 分鐘內充飽汽車電池,因應這個新目標,橡樹嶺國家實驗室下一步將發展 200 千瓦的裝置,最後往 350 千瓦邁進,並強化動態充電技術,所謂動態充電,就是電動車不是停在無線充電裝置上充電,而是例如整段馬路都有無線充電功能,電動車可一面行駛一面充電,目前相關技術都還太過複雜昂貴,橡樹嶺國家實驗室希望能打造可以在高速公路行駛速度下還能充電的動態充電系統。

橡樹嶺國家實驗室目前正與可能的合作代工廠討論未來的商用生產,同時,民間也還有其他競爭者,車用無線充電新創公司 Hevo 已經在進行從原型進入量產的階段,計畫生產數千具產品,未來 18 個月內供應簽約的電力公司和車廠;麻州車用無線充電公司 WiTricity 則於 2018 年 10 月與安潔無線科技簽下授權合約,安潔無線將供應無線充電產品給中國車廠,WiTricity 的 Drive 11 充電技術,充電功率為 11 千瓦,充電效率為 93%。

即使動態充電還是遙遠的夢想,但對市區交通來說,只要路口的馬路下都裝有靜態的無線充電裝置,等待紅綠燈時,就能自然充電,如此一來,電動車將可以整天行駛,永遠不用擔心電力耗盡,也不需到充電樁充電,比起終將需要去加油站加油的內燃機汽車還更方便,甚至車廠可因此推出電池容量較小的版本,而能大為減低成本,如此一來,將可革命性的推動電動車的發展。

(圖片來源:橡樹嶺國家實驗室

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