南寧建成國內(nèi)首條電動(dòng)汽車無線供電車道

電動(dòng)汽車也能無線充電了

停車位上也可以無線充電

廣西新聞網(wǎng)-當(dāng)代生活報(bào)記者 王建偉 通訊員 陳欽榮 文/圖

核心提示

眾所周知，電動(dòng)汽車因其清潔節(jié)能的特點(diǎn)而被視為汽車的未來發(fā)展方向，然而由于充電問題，卻讓愛車人士望而卻步。1月19日，記者獲悉，廣西電網(wǎng)公司“面向智能電網(wǎng)的無線電能傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究”項(xiàng)目通過驗(yàn)收，該項(xiàng)目建成了國內(nèi)首條為電動(dòng)汽車無線供電的車道，通過無線傳能的方式為車輛提供電能，目前已投入使用，這為電動(dòng)汽車的普及奠定了理論基礎(chǔ)。那么，電動(dòng)汽車時(shí)代距離我們還有多遠(yuǎn)？為此記者專程采訪了廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院相關(guān)專家，為您解讀電動(dòng)汽車充電的若干個(gè)“為什么”。

1挺方便 電動(dòng)汽車可邊行駛邊充電

1月19日上午，記者在廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院內(nèi)看到，一條33米長(zhǎng)的試驗(yàn)用充電車道已經(jīng)建成，兩名工作人員駕駛一輛電動(dòng)汽車來回行駛充電。這33米汽車充電試驗(yàn)車道，看起來和普通車道沒啥區(qū)別，其實(shí)“機(jī)關(guān)”都在道路下面。工作人員將覆蓋在路面上的橡膠板掀開，記者看到，下面是鋪設(shè)有一排紅色電纜。

該院智能電網(wǎng)及需求側(cè)研究所博士祝文姬告訴記者，電動(dòng)汽車的充電方式主要有兩種，一種是有線充電，即傳導(dǎo)式充電方式，這種充電方式需要使用充電電纜連接充電機(jī)和電動(dòng)汽車，由于充電電流大，使得接插件笨重而且影響美觀，另外充電時(shí)需要先停車，再將充電機(jī)上的充電電纜連接至電動(dòng)汽車上的充電接口，操作繁瑣且費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于插座和插頭之間存在機(jī)械摩擦，長(zhǎng)時(shí)間使用后影響充電效果，并且在電纜出現(xiàn)老化、雨雪天氣、充完電后忘記拔除接插件和不小心拉扯到連接電纜等情況下，容易引起漏電，從而引發(fā)安全事故。另一方面，受目前電池技術(shù)的限制，電動(dòng)汽車本身還存在價(jià)格昂貴、車身笨重、電池組所占空間大、續(xù)航里程短、一次性充電時(shí)間長(zhǎng)以及充電頻繁等問題。

目前，國內(nèi)外科研人員和企事業(yè)單位，均開展了大量無線電能傳輸技術(shù)在電動(dòng)汽車無線充供電領(lǐng)域應(yīng)用的研究工作，促進(jìn)了電動(dòng)汽車無線充電技術(shù)及電動(dòng)汽車在線供電技術(shù)的發(fā)展，但對(duì)于不停車無線供電的研究相對(duì)較少。

那么，車道如何為行駛中的汽車供電的呢？原來，在汽車行駛過程中，通過電磁感應(yīng)、電磁共振或其他無線電能傳輸方式實(shí)現(xiàn)為車輛實(shí)時(shí)提供電能，可以直接供給電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車，而無需車載電池，也可以為車載電池充電。

電動(dòng)汽車無線供電技術(shù)在實(shí)際操作過程中比較方便，不需要停車，只需沿著導(dǎo)軌行使即可充電。并且，對(duì)車載電池要求很低，電池只需在沒有導(dǎo)軌的地方備用，同時(shí)還適應(yīng)雨雪天氣以及潮濕環(huán)境。

在無線充電技術(shù)方面，駕駛員可以將車輛開到指定的位置，不需要進(jìn)行額外操作，便能夠自動(dòng)識(shí)別車輛，并通過基于磁場(chǎng)的無線電能傳輸技術(shù)，以無直接導(dǎo)線接觸的方式，在間隔空氣氣隙的情況下為車載電池充電。同時(shí)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)車輛充電狀態(tài)，對(duì)充電過程進(jìn)行保護(hù)以防止各種突發(fā)情況。

據(jù)祝文姬介紹，無線充電技術(shù)不存在裸露的插頭和接口，因此比較安全。另外不需要駕駛員下車進(jìn)行操作，不需要百分之百對(duì)準(zhǔn)充電位置，允許有一定偏差，不需要冗長(zhǎng)的電纜，器件可靠性高且電路設(shè)計(jì)合理，方便檢查和更換。

電動(dòng)汽車能在行駛中充電

2有難題 因?qū)＠�費(fèi)導(dǎo)致價(jià)格較貴

無線充電技術(shù)聽起來很不錯(cuò)，那么其商用前景如何？如果已經(jīng)有電動(dòng)汽車，如何享受充電？是否需要購買專門的車型？記者提出了一連串的疑問。

廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院職能電網(wǎng)及需求側(cè)研究所工程師歐世鋒回答說，該車道推廣建設(shè)后，將有效解決目前電動(dòng)汽車電池重量、電池續(xù)航力等方面的難題，尤其是對(duì)固定線路電動(dòng)車輛如電動(dòng)公交、景區(qū)循環(huán)車等。無線供電導(dǎo)軌的鋪設(shè)不需要特殊材料，只需保證無線供電導(dǎo)軌中沒有金屬即可。車主如果選擇電動(dòng)汽車，不用購買專門的車型，可將電動(dòng)汽車進(jìn)行簡(jiǎn)單的改裝，即加裝本項(xiàng)目研制的拾取線圈和能量變換裝置�！俺潆娙萘渴呛碗姵氐某潆娝俣认嚓P(guān)，目前車道提供的最大功率為30千瓦，以總電池容量為24千瓦時(shí)的電動(dòng)汽車為例。如果以30千瓦的功率進(jìn)行充電，充滿電所需時(shí)間不足1小時(shí)。續(xù)航里程100公里�！�

據(jù)了解，目前該項(xiàng)系統(tǒng)已經(jīng)申請(qǐng)了國家專利。至于商用前景方面，和所有高新技術(shù)專利產(chǎn)品一樣，歐世鋒認(rèn)為，電動(dòng)汽車充供電系統(tǒng)推廣前期，也會(huì)面臨因?qū)＠�費(fèi)導(dǎo)致價(jià)格較貴的問題。歐世鋒表示，無線供電技術(shù)將有效解決目前電動(dòng)汽車電池重量、電池續(xù)航力等方面的難題。如果要將技術(shù)運(yùn)用到生活中，可以以類似加油站的形式，每隔幾公里建設(shè)無線充電樁或無線供電車道，當(dāng)電動(dòng)汽車電量不足時(shí)，駛?cè)氤潆姌哆M(jìn)行快充或進(jìn)入無線供電車道邊走邊充。如此設(shè)計(jì)，只需對(duì)整條道路的某一點(diǎn)、某一段進(jìn)行改造就可以了。

歐世鋒透露，目前已經(jīng)跟公交車公司進(jìn)行對(duì)接，但進(jìn)一步的推廣計(jì)劃還需要相關(guān)部門進(jìn)行討論審批�！霸擁�(xiàng)目的建成，為電動(dòng)汽車的普及奠定了理論基礎(chǔ)，無論出于能源還是環(huán)保方面考慮，相信距離我國汽車工業(yè)進(jìn)入電動(dòng)化時(shí)代，已經(jīng)為時(shí)不遠(yuǎn)�！�

3蠻實(shí)用 私家車位改裝后也可自動(dòng)充電

電網(wǎng)會(huì)為整個(gè)系統(tǒng)提供電能，再經(jīng)過諧振補(bǔ)償和功率變換電路把高頻的交流電能轉(zhuǎn)化成電動(dòng)汽車所需要的電能。

無線充供電系統(tǒng)中主要使用電力電子器件，而目前電力電子器件的發(fā)展已相對(duì)成熟，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行一般不會(huì)出現(xiàn)故障，故后期的維護(hù)很方便。

另外，該系統(tǒng)不同于磁懸浮列車的輸電技術(shù)，磁懸浮列車是利用高頻電磁場(chǎng)在金屬表面產(chǎn)生的渦流，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)同極性反磁場(chǎng)，使車輛推離軌面在空中懸浮起來；而感應(yīng)電能傳輸技術(shù)是利用高頻磁場(chǎng)在副級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓從而實(shí)現(xiàn)電能無線傳輸。

無線供電的車道可以根據(jù)需求安裝任意長(zhǎng)度。目前建成的車道長(zhǎng)度33米，寬度3.5米。在充電過程中，可以不受電動(dòng)汽車品牌限制，任何電動(dòng)汽車只需安裝本項(xiàng)目研制的無線接收裝置就可以在車道上充電。

對(duì)于廣大車主來說，未來可以將私家車位進(jìn)行改裝，停在車位上就能自動(dòng)充電。如24千瓦時(shí)的電動(dòng)汽車，不到一小時(shí)即可充滿，行駛路程達(dá)到100公里以上。不用擔(dān)心充滿電后還要拔插頭，車主可以下載一個(gè)APP手機(jī)客戶端，坐在家里就可以遙控開關(guān)。

4也環(huán)保 輻射達(dá)標(biāo)不會(huì)對(duì)生物體造成危害

提到電力設(shè)備，市民總會(huì)聯(lián)想到環(huán)保，擔(dān)心存在輻射問題。對(duì)此疑問，歐世鋒表示輻射問題在系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初就進(jìn)行了考慮，經(jīng)過第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)測(cè)試后滿足國際輻射標(biāo)準(zhǔn)，不會(huì)對(duì)生物體造成危害。導(dǎo)軌鋪設(shè)在地面下，電能傳輸過程中由于沒有導(dǎo)線的直接接觸，并不存在電力安全隱患。

傳統(tǒng)電動(dòng)汽車供電方式會(huì)有惡劣天氣造成的斷電等問題。感應(yīng)電能傳輸技術(shù)采用非接觸式供電模式，解決了傳統(tǒng)電動(dòng)汽車供電方式的弊端，后期維護(hù)簡(jiǎn)單、方便。

據(jù)了解，面向智能電網(wǎng)的無線電能傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究“是中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司于2012年下達(dá)的科技項(xiàng)目，由廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院負(fù)責(zé)實(shí)施，并于2015年12月通過廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司評(píng)審驗(yàn)收。該項(xiàng)目開發(fā)了無線電能傳輸系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)平臺(tái)，研制了駐停式電動(dòng)車充電裝置，成功建設(shè)了國內(nèi)首條電動(dòng)汽車無線供電小型試驗(yàn)車道；研制了國內(nèi)首套輸配電線路監(jiān)測(cè)終端無線供電系統(tǒng)，分別在廣西電網(wǎng)柳州供電局、賀州供電局完成了配電線路及輸電線路在線監(jiān)測(cè)終端無線供電示范工程安裝及調(diào)試。項(xiàng)目研制的設(shè)備均通過了第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測(cè)，示范工程運(yùn)行良好。

【延伸閱讀】

電動(dòng)汽車目前常見的充電方式

1.便攜充電

便攜充電是指使用隨車附帶的便攜充電線連接普通家用插座充電。這是一種非常方便的充電方式，只要能找到插座，就可以充電。但是其充電速度就不敢恭維了。一般來說，普通家用插座的電壓為220V，電流為10A，理論上功率為2.2千瓦，而在實(shí)際使用中，充電功率一般只有1.5千瓦。

也就是說，使用便攜充電裝置，為一輛北汽新能源EV200純電動(dòng)汽車（續(xù)航里程200千米，電池容量30.4千瓦時(shí)）充滿電需要20小時(shí)，為一輛比亞迪e6純電動(dòng)汽車（續(xù)航300千米，電池容量57千瓦時(shí)）充滿電需要近40小時(shí)。這種速度簡(jiǎn)直讓人無法忍受，只能是作為其他充電方式的一種補(bǔ)充，方便用戶隨時(shí)補(bǔ)電。

2.家用充電樁

家用充電樁是最常見的一種充電樁。一般私人用戶購買電動(dòng)汽車都會(huì)附贈(zèng)一個(gè)家用充電樁。當(dāng)然，光有樁是不夠的，還需要有車位并且物業(yè)同意安裝。

在充電速度方面，由于每個(gè)廠商提供的充電樁規(guī)格都不一樣，所以充電速度也不盡相同。寶馬i3所配備的i Wallbox Pro充電墻盒功率為7.4千瓦。啟辰晨風(fēng)有2種家用充電樁，低配版的是3.6千瓦，高配版的則是6.6千瓦。騰勢(shì)同樣提供2種家用充電柜可供使用，功率分別為10千瓦和20千瓦。

基本上，不同型號(hào)的家用充電樁雖然輸出功率有差異，但是都能保證一晚上將電動(dòng)汽車的電池充滿，基本可以滿足普通用戶的需求。

3.公共充電樁

家用充電樁雖然不錯(cuò)，但還有很多用戶由于沒有固定車位或是物業(yè)不配合，無法安裝家用充電樁。對(duì)他們來說，公共充電樁就成了唯一的選擇。

如果家里不能建充電樁，就只能到公共充電樁充電了。公共充電樁一般由國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)這類電力企業(yè)建設(shè)并維護(hù)經(jīng)營。在今后，隨著電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的成熟，也會(huì)有不少民營資本進(jìn)入這一領(lǐng)域。

公共充電樁一般分為快充和慢充，前者使用直流電，后者使用交流電。

●直流快充 1-2小時(shí)充到80%

以常見的國家電網(wǎng)快充樁為例，其輸出的直流電壓為380V，電流可以達(dá)到50A，輸出功率可達(dá)19千瓦。不過，為了保護(hù)電池，在電池容量達(dá)到80%以后，充電電流就會(huì)慢慢下降到10A左右。所以，一般用快充將電量充到80%以后，應(yīng)該換到慢充樁將電充滿，這樣效率更高一些。

直流快充樁充電非常迅速，一般來說1-2小時(shí)就能將一輛電動(dòng)汽車的電池從0充到80%。

●交流慢充 充滿電耗費(fèi)5-10小時(shí)

由于成本等方面有優(yōu)勢(shì)，交流慢充樁的數(shù)量較多。

雖然直流快充樁充電速度更快，但是受用電負(fù)荷和建樁成本的限制，在一個(gè)充電站里，直流快充樁的數(shù)量肯定是占少數(shù)的。為了利用有限的資源為更多人提供充電服務(wù)，必須補(bǔ)充一些交流慢充樁。以常見的國家電網(wǎng)慢充樁為例，其電壓為220V，電流在25A左右，輸出功率約5.5千瓦。為一輛電動(dòng)汽車充滿電所耗費(fèi)的時(shí)間為5-10小時(shí)，比較適合夜間或是上班時(shí)充電。 （綜合）