電動(dòng)汽車有朝一日能夠在高速公路上邊行駛邊無線充電,在不依賴電池的情況下驅(qū)車數(shù)百英里甚至數(shù)千英里,這想法聽起來還很科幻,但有些工程師正在努力讓這件事變得更現(xiàn)實(shí)些。
目前,大多數(shù)電動(dòng)汽車充滿一次電可行駛 100~250 英里(約 160~400 公里),具體續(xù)航力取決于型號(hào)。但就算是美國(guó),如果放眼整個(gè)地區(qū)充電站點(diǎn)還是很少,要求車主開著一輛電動(dòng)汽車長(zhǎng)途旅行是非常大的挑戰(zhàn)。
這個(gè)問題可能會(huì)隨著容量更高的電池問世、無線電力傳輸技術(shù)發(fā)展而消失。過去兩年,科羅拉多大學(xué)波德分校電機(jī)與能源工程學(xué)系助理教授 Khurram Afridi 與其他工程師在努力研發(fā)以極高頻率的電場(chǎng)傳輸電力,也許有一天可以讓這類技術(shù)超越小型消費(fèi)性電子產(chǎn)品,開始為更大型產(chǎn)品如汽車提供動(dòng)能。
無線電力傳輸概念已令科學(xué)家著迷多年,比如在電磁場(chǎng)領(lǐng)域有多項(xiàng)革命性發(fā)明的天才發(fā)明家尼古拉·特斯拉,就曾公開表演過遠(yuǎn)距離傳遞能量的成果,他有多項(xiàng)相關(guān)專利及電磁學(xué)理論研究工作,是現(xiàn)代無通訊和無線電的基石。他也相信他能透過空氣傳送電力,可惜由于經(jīng)濟(jì)困難(因?yàn)槟峁爬瓚械霉芊杀U?,結(jié)果專利都被搶走了),導(dǎo)致研究項(xiàng)目未完成。
如今一些小型消費(fèi)性電子產(chǎn)品已可裝備無線電力傳輸技術(shù),但能傳輸大量電力的高頻技術(shù)還未開發(fā)成功,加上還要為高速行駛中的汽車隔空充電,難度提升不只一個(gè)層次;此外,智能手機(jī)無線充電只要 5W 功率,筆記本電腦可能需要 100W 功率,但一輛行進(jìn)中的汽車需要功率以 KW 計(jì)。
大多數(shù)無線電力技術(shù)透過以循環(huán)方式的磁場(chǎng)傳遞能量,但這需要脆弱的鐵氧體(ferrite)來維持能量導(dǎo)向,成本昂貴,故 Khurram Afridi 考慮改以能大幅降低成本的電場(chǎng)傳輸能量。高速公路上可以另辟一條無線充電專用車道,有需要充電的電動(dòng)車只要于該車道上行駛即可,電能則透過在馬路與車輛間的極小電容傳輸。
當(dāng)然這幺小的電容不可能傳輸足夠能量,所以 Khurram Afridi 團(tuán)隊(duì)提出改進(jìn)方法:增加電場(chǎng)頻率。在他們的實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)做到了以兆赫級(jí)頻率傳輸千瓦功率。研究人員正在努力開發(fā)原型,并試著將之?dāng)U展到潛在實(shí)際應(yīng)用中。
一條能為電動(dòng)車充電的高速公路離真實(shí)化遙遙無期,但作為一名科學(xué)家,Khurram Afridi 抱持樂觀積極的態(tài)度面對(duì)。
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