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無線充電有望給電動汽車帶來飛躍

電動汽車目前最大的缺陷是因電量帶來的行駛距離的受限。圖為特斯拉汽車在充電。(Sean Gallup/Getty Images)

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【大紀元2018年02月05日訊】(大紀元記者晨曦編譯報導)近期,科學家們開發了一種給周邊正在運動的物體進行無線電力傳輸的技術,可用於交通、醫療器械等諸多領域。

設想一下,假如電動汽車在公路上奔跑時就可以充電,那人們就不必再擔心它的行駛距離了,而且成本也會降低。或許有一天,電力會成為交通工具的標準燃料。

「除了對汽車和類似手機的個人裝置進行無線充電外,我們的新技術還可以給用於生產的機器人技術帶來突破,」 該項目的主要負責人、斯坦福大學電氣工程專業的範教授(Shanhui Fan)說。

早在2007年,麻省理工學院就開發了給幾英尺外的靜止物體進行無線輸電的技術,斯坦福的研究團隊以此為基礎又向前邁進了一步,實現了給移動中的LED燈泡進行無線輸電。

但是,實驗中的輸電量僅為1毫瓦,而電動汽車需要的卻是上萬千瓦的充電量。因此,研究人員目前仍在致力於如何大幅增加傳輸的電量,並對系統進行調整以延長傳輸距離、提高效率。

電動汽車目前最大的缺陷是因電量帶來的行駛距離的受限。特斯拉汽車公司即將推出Model 3,並希望其單次充電的行駛距離能超過200英里,而已經上市的Chevy Bolt據說充一次電能行駛238英里。但電動汽車的電瓶通常需要幾個小時才能完全充電,如果能做到邊行駛邊充電,這一難題就會得到解決。

研究人員的設想是,在路面下埋上一系列通電的線圈,通過這些線圈給安裝在汽車底部的線圈進行輸電。

有些專家曾設想,在自動化的高速公路系統中,無人駕駛電動汽車利用太陽能或其它可再生能源進行無線充電,目的是減少事故並增加交通流量,同時降低溫室氣體的排放量。

無線技術還能給無人駕駛汽車的GPS導航提供幫助。GPS的準確率大約在35英尺範圍內。為安全起見,自動汽車需要保持在道路中線上,如果在道路中心埋放傳輸線圈,就能為GPS衛星提供非常準確的定位。

中程無線電力傳輸是基於磁共振耦合原理。正如大型發電廠通過在磁體之間旋轉線圈產生交流電一樣,流經電線的電流會產生一個振蕩磁場。

這一磁場也會引起附近線圈的電子產生振蕩,從而實現電力的無線傳輸。如果兩個線圈都調節到相同的磁共振頻率、並放置在合適的角度,傳輸效率會進一步增強。

但當物體移動時,只有對線圈的某些方面(比如頻率)進行人工調節,才能保持連續的電力傳輸。因此,要麼輸出線圈或接收線圈必須保持幾乎靜止,要麼對該設施進行持續的自動調節,但其過程極其複雜。

為突破這一難關,研究人員用市場上出售的電壓放大器和反饋電阻器代替了輸出設備中的射電源。這一系統能夠自動獲取不同距離的正確頻率,而無須人工干預。這使為移動中的物體充電成為可能。目前該團隊已針對這項技術提出了專利申請。◇

責任編輯:朱涵儒

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2018-02-06 3:42 PM
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