請各位讀者首先觀看一下上面的視頻。在這段視頻中,一輛電動助行車在一所大學(xué)的實驗室內(nèi)設(shè)置的的環(huán)形道(全長約20m)上行駛。仔細觀察一下就會發(fā)現(xiàn),這輛電動助行車并沒有安裝用來提供動力的蓄電池。
其實,該車是從地板獲得電力的。為行駛中的電動車輛開發(fā)出充電系統(tǒng)的是日本豐橋技術(shù)科學(xué)大學(xué)電氣電子信息工程系波動工程研究室教授大平孝等人的研究小組。大平等人于2011年首次公開了研究內(nèi)容。盡管當時電動車輛行駛中供電領(lǐng)域已有多項候選技術(shù),但大平等人的研究小組提出的經(jīng)由輪胎來傳輸電力的新方法還是令人耳目一新。
該研究小組采用了名為電場耦合方式的技術(shù)。在路上鋪設(shè)金屬板,使金屬板與輪胎鋼絲帶束層(Steel Belt)之間形成電容,讓位移電流(高頻電流)通過,由此來傳輸電力。
這是一項誕生于日本的電動車輛行駛中供電新技術(shù)。在這項備受關(guān)注的技術(shù)中主導(dǎo)開發(fā)的大平在接受記者采訪時,介紹了研發(fā)背景、進度情況以及今后的使用推廣前景。
——為何致力于電動車輛行駛中供電系統(tǒng)的開發(fā)?
大平:我們認為繼煤炭(固體)、石油(液體)、氫氣(氣體)之后的第4代汽車要“在行駛中供電”。讓高速公路實現(xiàn)“電化”,從路面供電來驅(qū)動電動汽車(EV)的馬達旋轉(zhuǎn)。這種汽車不需要攜帶能源(存儲能源的部件),從這一點來說,該創(chuàng)意與傳統(tǒng)思維大為不同。
豐橋技術(shù)科學(xué)大學(xué)電氣電子信息工程系波動工程研究室教授大平孝
仔細想想,這種創(chuàng)意與電車的原理相同。不過,我們打算為力爭實現(xiàn)實用化的EV配備小容量二次電池。這樣的話,就能在(支持行駛中供電的)電化道路以外的路面上進行短距離行駛了。也就是說,理念是“可行駛到家中車庫的電車”。行駛中供電的EV與汽油車相比,能量效率高出很多,可望成為低碳社會的移動工具和主流。
——主流的行駛中供電技術(shù)采用電磁感應(yīng)方式。也有很多人力推磁場共振方式。在這種形勢下,您的研究小組提出了采用電場耦合方式的新技術(shù)。并自主開發(fā)出了經(jīng)由輪胎的無線供電技術(shù),這項創(chuàng)意的背景是什么?該技術(shù)與其他方式相比,存在哪些優(yōu)勢?
大平:2007年美國麻省理工學(xué)院(Massachusetts Institute of Technology,MIT)提出了磁場共振方式,并證實可以采用兩個線圈進行非接觸電力傳輸。自那以后,日本國內(nèi)外的企業(yè)和研究機構(gòu)紛紛運用MIT提出的設(shè)計理論,開始開發(fā)用來為EV無線供電的技術(shù)。
雖然磁場共振方式可以向空間上相隔一定距離的位置傳輸電力,但相隔的距離越遠,電力傳輸效率就越低。很多研究人員一直致力于在保持效率的基礎(chǔ)上延長傳輸距離的技術(shù)開發(fā)。