盤點(diǎn)外國新能源汽車技術(shù)發(fā)展

隨著全球排放法規(guī)的日益收緊，節(jié)能環(huán)保的電動(dòng)汽車無疑成為今后的發(fā)展方向之一，但續(xù)駛里程短以及如何解決充電是其中最大的難題，目前普遍的做法是不斷加大充電站的建設(shè)。而近一些國年來家另辟蹊徑，開始研究無電池電動(dòng)車和無線充電技術(shù)，電動(dòng)車直接利用路面進(jìn)行充電。如果這些技術(shù)行得通并且被廣泛使用，或?qū)⒊晒鉀Q目前電動(dòng)汽車遠(yuǎn)距離續(xù)航問題，而且邊開邊充電也省去了駕駛者不少麻煩，還可大大推動(dòng)清潔能源進(jìn)程。

日本研發(fā)全球首輛無電池電動(dòng)車

最近，日本又在技術(shù)上完成了一次飛躍，2016年3月18日，日本豐橋技術(shù)科學(xué)大學(xué)與大成建設(shè)公司共同揭曉了世界上第一款無電池驅(qū)動(dòng)的電池車，該車通過一條電氣化專用路獲取電力。

日本無電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車

本次測(cè)試是在日本愛知縣豐橋市進(jìn)行的。測(cè)試車輛在一條電氣化道路上行駛，電動(dòng)車的輪胎嵌入具有傳導(dǎo)電力功能的鋼線，電氣化車道埋入通電鋼板，這樣電動(dòng)車行駛在電氣化車道上就可獲得電力，從而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車。

此次測(cè)試道路長30米，車輛以10公里的時(shí)速行駛。日本共同社援引參與研發(fā)的豐橋技術(shù)科學(xué)大學(xué)波動(dòng)工學(xué)教授大平孝教授的話：“加速很順暢，行駛很舒適?！?/p>

豐橋技術(shù)科學(xué)大學(xué)教授大平孝

雖然目前電動(dòng)車的人氣正在上升，但真正替代傳統(tǒng)汽車還有很長的一段路要走。豐橋技術(shù)科學(xué)大學(xué)與大成建設(shè)公司目前卻有了新突破：電動(dòng)車無需搭載電池就可進(jìn)行長距離行駛，再也不用擔(dān)心燃料耗盡的問題了。由于電池續(xù)航力不足，普通電動(dòng)車不可能長途行駛，而這款電動(dòng)車就不存在這個(gè)問題。當(dāng)然，它也有限制條件，即只能在電氣化車道上行駛。此外，這項(xiàng)技術(shù)短期內(nèi)無法在全世界范圍普及。

大平孝同時(shí)指出，現(xiàn)在不是全面改造公路的問題，而是基于現(xiàn)有的道路上增加新技術(shù)。只要高速公路實(shí)現(xiàn)電氣化，電動(dòng)汽車就能夠長距離行駛。顯然，今后新款電動(dòng)車還需要裝配電池，以防行駛到?jīng)]有鋪設(shè)電氣化公路的地段，不過大平孝希望今后的電動(dòng)車能夠縮小電池的尺寸。

從COMS上拆下來的鉛蓄電池

此次的行駛實(shí)驗(yàn)采用的電動(dòng)車是以豐田車體的“COMS”為原型的試制車。隨著車輛的大型化，傳輸?shù)碾娏υ鲋?kW。使用的高頻電流的頻率與原來相同，都為13.56MHz。試制車拆下了COMS配備在地板下方重約120公斤的鉛蓄電池，在騰出來的地方配置了將高頻電流轉(zhuǎn)換成直流的整流電路。來自電氣化道路的供電用兩個(gè)前輪車胎進(jìn)行。

韓國無線充電公交系統(tǒng)OLEV

2010年10月，韓國在首爾市南部的主題公園——“首爾大公園”推出了世界上首款商用無線充電電動(dòng)車，該車被命名為OLEV。OLEV是On-Line Electric Vehicle的簡稱，采用電磁感應(yīng)非接觸供電（Inductive Power Transfer，IPT）。這是一種在道路中埋設(shè)線圈產(chǎn)生電磁波，并利用移動(dòng)體一側(cè)的線圈將其轉(zhuǎn)換為電力的技術(shù)。

韓國首款商用無線充電電動(dòng)車OLEV

早在2009年，韓國科學(xué)技術(shù)院（KAIST）就表示，車輛能夠在距離電力線路1厘米的情況下接受80%的電量。韓國科學(xué)技術(shù)院的研究人員在一輛裝配了類似系統(tǒng)的公共汽車上做實(shí)驗(yàn)，在間隔12厘米的情況下，埋在瀝青地面下方的線纜通過內(nèi)部建立傳感器技術(shù)和電力供應(yīng)，可達(dá)到60%的輸電效率。相關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了核算，假設(shè)50%的韓國人使用OLEV，該國每年可削減350億桶的石油進(jìn)口量，節(jié)省約30億美元。

2013年8月，韓國推出了一種新型的公交車，可以在改造后的道路上一邊行駛一邊充電。據(jù)悉這種公交車已經(jīng)在韓國南部的龜尾市投入使用，長達(dá)12公里的公交路線也是世界上第一條可連續(xù)充電的公交車道。當(dāng)時(shí)只有兩輛公交車應(yīng)用了這項(xiàng)技術(shù)，項(xiàng)目開發(fā)者計(jì)劃到2015年再增加10輛無線充電的公交車。

　　

韓國無線充電公交車已經(jīng)在龜尾市投入使用

韓國科學(xué)技術(shù)院的趙東鎬（Dong-HoCho）教授主持鋪設(shè)了這條可以為汽車連續(xù)無線充電的馬路。這套系統(tǒng)的路面看起來很普通，但其實(shí)瀝青下面另有乾坤——電纜埋在路面下大約30厘米深，無線充電使用了韓國科學(xué)技術(shù)學(xué)院研發(fā)的“定形共振磁場”(SMFIR)技術(shù)，以特定頻率(這里是20kHz)輸送100千瓦電力，形成相應(yīng)的電磁場。車輛底部裝有耦合線圈，可識(shí)別對(duì)應(yīng)頻率，通過磁共振產(chǎn)生交流電。這種技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)：無需擔(dān)心電量不足，可一邊行駛一邊充電；無需龐大的車載電池，能夠減輕車身體積和重量，從而降低能耗；無需大量的充電站，可降低各方面成本和風(fēng)險(xiǎn)。得益于“定形”部分的技術(shù)，這套無線充電的效率高達(dá)85％，因?yàn)樗鼘⒏袘?yīng)磁場直接對(duì)準(zhǔn)了車輛，流失在環(huán)境中的能量大幅減少。

OLEV公交車

OLEV可以在這套系統(tǒng)中獲取100千瓦的供電，車底與路面間距17厘米。由于車輛本身還有個(gè)小電池(大約為傳統(tǒng)電動(dòng)車電池的1/3)，所以并不需要整條路都是可充電的，只要5~15％就能滿足，而且充電系統(tǒng)只有在OLEV經(jīng)過的時(shí)候才會(huì)打開。

充電公路地下線纜

據(jù)韓國科學(xué)技術(shù)學(xué)院透露，龜尾市的電動(dòng)車系統(tǒng)成本達(dá)48億韓元(約合430萬美元)，該系統(tǒng)包括兩輛碳纖材料的公交車，每輛成本6.5億韓元，再加上電力供應(yīng)安裝、測(cè)試及其他費(fèi)用。該系統(tǒng)需要為相應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施投入巨額資金，這勢(shì)必會(huì)成為推廣該技術(shù)的重要障礙之一。該項(xiàng)目的技術(shù)工程師稱，隨著產(chǎn)品使用范圍的擴(kuò)大，該系統(tǒng)的成本將逐步有所降低，但收回相應(yīng)投資的期限為14年左右。

沃爾沃道路無線充電系統(tǒng)邊開邊充電

2013年6月，沃爾沃集團(tuán)、法國阿爾斯通公司和瑞典能源局聯(lián)合開展了一個(gè)項(xiàng)目，測(cè)試有關(guān)在快速道路上為電動(dòng)汽車充電的系統(tǒng)。測(cè)試?yán)霉方o電動(dòng)汽車充電，通過將兩條電源線鋪設(shè)在公路上，電動(dòng)車經(jīng)過時(shí)便可獲得電力供應(yīng)。這項(xiàng)技術(shù)的核心在于汽車需要搭載集電器，集電器與公路上的電纜連接，利用直流電充電。目前，沃爾沃已經(jīng)在瑞典的H?llered測(cè)試中心建立了一條 1/4 英里長的軌道，用一輛卡車進(jìn)行測(cè)試。據(jù)悉，當(dāng)電動(dòng)汽車需要充電時(shí)，必須安裝無線發(fā)射器并讓道路感知，然后經(jīng)過加密信號(hào)激活充電功能。汽車不必走在電纜的中央，但對(duì)速度有要求，必須時(shí)速大于 60 公里，因此沃爾沃的這一充電系統(tǒng)適合在高速路上實(shí)行。

沃爾沃電動(dòng)卡車

利用公路地表進(jìn)行無線充電很可能是未來的發(fā)展方向之一，相比地面上的設(shè)施，它的好處是不需要占用地面空間，可減少建設(shè)、維護(hù)成本。汽車不需要停下來進(jìn)行充電，可持續(xù)駕駛。和 Tesla 大力推動(dòng)超級(jí)充電網(wǎng)絡(luò)一樣，沃爾沃的這一舉措同樣是為了給電動(dòng)汽車打造一個(gè)良好的充電網(wǎng)絡(luò)。不過它需要面對(duì)很多普及的問題，比如公路建設(shè)、設(shè)計(jì)問題、集電器、電動(dòng)汽車的支持等，因此短期內(nèi)還難以實(shí)現(xiàn)。