道路變身車輛充電器：一邊開車一邊充電的日子不遠了？
如今市面上出售的手機無線充電器功率在 7.5 瓦左右，而最近，美國的一個研究團隊成功讓無線充電的功率達到 120 千瓦。他們希望將來能讓電動車在十五分鐘內充滿電，甚至在路上邊開邊充電。
撰文 Stephanie Seay，橡樹嶺國家實驗室
翻譯 小勺
審校 阿金
編輯 戚譯引
最先進的電子元件管理著系統各部件之間安全高效的電力流動。圖片來源：Genevieve Martin，美國能源部橡樹嶺國家實驗室
美國能源部橡樹嶺國家實驗室（Oak Ridge National Laboratory，簡稱 ORNL）的研究人員展示了一種 120 千瓦的電動車無線充電系統，其功率達到原有技術的 6 倍，並且在充電時間上進一步接近加油站的速度和便利性。
該無線系統以 97% 的效率傳輸 120 千瓦的電力，可以與傳統的有線大功率快速充電器相媲美。實驗演示了電力在兩個磁線圈之間 6 英寸（約合 15 厘米）的氣隙間傳輸，給電池組充電。
ORNL 的研究人員製造並演示了世界上第一個 20 千瓦的無線充電系統，該系統經改良，可用於商業運輸卡車等機動車輛。ORNL 電力電子和電機團隊的項目負責人 Veda Galigekere 認為「與先前的演示保持相同，或做出更小的進步以鼓勵商業應用很是重要」。
他說：「我們使用有限元和電路分析來開發新的協同優化方法，在確保系統不過熱或造成任何安全問題的同時，解決線圈設計問題，並保證傳輸過程中的任何功率損失都達到最小。」
為了達到 120 千瓦，ORNL 團隊創新設計了一種新的線圈，與最新的碳化硅電力電子設備共同優化，開發出輕便而緊湊的系統：從電網中獲取電能並將其轉換為高頻交流電，高頻交流電產生磁場，通過氣隙傳輸電能；電能被次級線圈接收後，轉換回直流電並存儲在車輛的電池中。
ORNL 研究人員使用計算機模擬來設計產生無線電力傳輸所需磁場的線圈。圖片來源：Genevieve Martin，美國能源部橡樹嶺國家實驗室
該項演示推進了能源部極快充電的目標，即開發一種輸出功率能夠達到 350 至 400 千瓦的系統，並將電動汽車的充電時間減少到 15 分鐘或更短。
ORNL 能源與環境科學實驗室副主任 Moe Khaleel 說：「這一突破顯著推進了所需的技術進步，通過增加電動汽車行駛里程、改善充電便捷性，來鼓勵人們使用電動汽車，並且為支持國家的經濟成功提供了節能的移動系統。」
ORNL 的研究人員將繼續探索創新，力爭將電力傳輸水平提高到 200 千瓦，直至 350 千瓦，同時精進動態無線充電技術。動態系統能夠通過安裝在道路下面的無線充電墊自動給車輛充電，需要更高功率的充電系統來最小化動態充電的成本和複雜性。「我們的目標是實現高速動態充電，」Galigekere 說。
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