电动汽车巴士研发了一种新型的无线充电技术

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不管电动汽车的效率有多高,它们仍然依赖需要延长充电时间的笨重电池。汽油,可以让司机在几分钟内补充燃料并上路,一直保持着它的优势。

一个经常被提及的解决方案是无线电力传输。斯坦福大学(Stanford University)最近的一项研究提出了一条电气化高速公路,可以让汽车在行驶过程中充电,这在理论上是一个不错的想法,但需要对基础设施进行大规模升级,目前可能还不可行。但犹他州立大学的研究人员表示,他们可能有一个更好的答案:与其他系统相比,一个原型充电系统可以传输更多的电力,传输范围更广,效率更高,而且可以通过在特定地点而不是沿路放置充电板来大幅降低成本。

犹他州立大学的工程师们研发了一辆名为“Aggie”的原型电动客车,很快就能把学生们从犹他州洛根校园的一端运送到另一端。工程师们不会在巴士路线上放置充电板,而是在1.6英里环线的一个站点上放置一个充电板,为巴士电池充电。领导这个项目的犹他州立大学电气和计算机工程教授亨特·吴(Hunter Wu)说,这种设置不仅限制了基础设施的成本,还允许巴士使用80%的小电池。他表示,同样的想法也可以应用于十字路口和停车位等乘用车的公共停车点,以实现对任何类型的电动汽车的快速充值。

吴在新西兰奥克兰大学学习期间,将无线电力传输作为他的博士论文的主题。2010年,他搬到了犹他州,将自己的想法付诸实践。经过两年半的努力,他的团队在11月推出了这款巴士,展示了他们所称的效率、传输电量和无线充电传输距离的最佳组合。

使汽车无线充电成为可能的技术,与电动牙刷和其他消费设备使用的感应原理相同。连接到电网的初级线圈产生磁场。该磁场通过与设备中的次级线圈的间隙相互作用,然后将磁场中的能量转换回电能。

为了提高功率、效率和充电器与电池之间的距离,Wu和他的犹他州立大学团队使用铁磁性材料——锰锌——将充电板产生的磁场塑造成一种喷泉,可以指向要充电的设备。他们还调整了两个线圈,使它们在相同的频率上产生共振,以提高功率传输的效率,并产生每秒振荡2万次的磁场,以传输高功率。

据Wu介绍,该系统在6英寸的间隙中传输25千瓦的电力,90%的效率,还有高达6英寸的偏差。充电板的原型版本是一个直径56英寸、重160磅的铁氧体、铜和铝的圆盘,上面有线圈。在校园演示项目中,吴和他的团队正在努力将直径降低到36英寸,并将重量减半。他们还需要使它防水,并加强它足以承受的重量,巴士驾驶超过它。然后他们可以把它嵌入在公共汽车站的路面上。

原型巴士每在充电板上停留5分钟,就可以获得大约10分钟的驾驶时间。对很多公交线路来说,这样的收费是不够的。因此,吴和他的同事们正致力于在未来一年半的时间里,每六个月将他们的系统的输出功率提高一倍,希望达到200千瓦。吴说,一旦充电器达到100瓦,它将更接近真实世界的运输机构的需要。200千瓦的系统应该能够让每5分钟充电一次的公交车有一个小时的行驶时间,而且吴先生还想把充电板和公交车底盘之间的距离增加到8英寸。他说:“这非常适合公共交通。”

犹他州立大学商业化和区域发展主管罗伯特•贝胡宁(Robert Behunin)提醒人们,这个系统也很安全。Behunin说,世界各地的公司都对这项技术表示了兴趣,他们最关心的是,除了系统的充电能力之外,电力传输是否有危险。“我们知道有些人会担心,‘天哪,如果一只吉娃娃在你充电的时候从巴士底下跑过去会怎么样?’”这个问题的答案是“没什么”。’甚至都没有一点温暖。”

如果像吴先生这样的充电板可以让电动汽车在交通上更实用,那每天开着不按预定路线行驶的汽车呢?他提出,可以在人们最常停车的地方安装充电板,比如十字路口和停车位。这将为电动汽车提供一个顶篷,而无需在整个高速公路上安装充电技术。如果这个新系统能够成功,它可能预示着电动汽车的一个新时代,在这个新时代里,续航里程不再是问题,充电过程也将实现自动化。

编辑:说书先生

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