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是否应抢占先机:美国正在研发无线充电水泥路和接触轨充电道路

时间:2023-11-18 19:23:20 来源:M6米乐官网登录 点击:1次

  如何提升电动汽车的续航能力,这样的一个问题在汽车行业已经探索超一个世纪;从镍铁电池的T型车,到百余年后的三元锂电池汽车,续航里程实现了超十倍的增长。对于乘用汽车而言动力电池技术已达到基本够用的标准,毕竟续航里程已经陆续突破700、800km,直奔1000公里的门槛!燃油汽车不加装副油箱也无法达到这个水平。

  不过大型客车与重型卡车还是难以实现超长续航,因为总质量太大、电耗很高,想要实现上千公里的续航则需要数百千瓦时容量的超大电池组;这会造成车辆制造成本过高且整备质量过大的问题,毕竟电池的质量单位体积内的包含的能量上限不高,那么这些车就只能寄希望于“边走边充”的模式来推动普及了,说白了就是无线充电或有线充电,无线要怎么充电呢?参考下图。

  无线充电原理实际上并不难,在智能终端设备和汽车上都已经有应用;其中具备无线充电能力的大型客车早期出口到欧美,只是充电功率目前还不是非常高。不接线充电的方式只有依靠“磁场”,简而言之就是充电设备通过送电线圈产生磁场,而受电设备的线圈在磁场作用下产生电动势,电动势推送电子流形成感应电流,这就是电磁感应;受电设备的电流就能够为动力电池组充电了,充电的核心是磁通量。

  无线充电的缺点是「距离」,具备无线充电的手机总要把设备贴在充电底座上才能开始充电,也就是必须让充电设备与受电设备近距离或接触才能开始充电;无线充电并不是想象中的拿着设备走到哪就能充到哪,这是不太现实的。不过对于大功率充电设备而言,汽车低矮的底盘仍旧能轻松实现有效充电,包括离地间隙偏高的客车与货车也可以在一定程度上完成;现在要克服的问题是怎么样提高充电功率,业内消息称国内某知名学府与车企均掌握了这项基础,但基于基础道路的建设无法由起来车企来决定,最终只能作为储备技术。

  然而美国NSF和德国Magement公司也研发出了成果,并且慢慢的开始规划建设测试路段;其路面的材料是“磁化水泥”,也就是一种能嵌入磁化颗粒的新型水泥,用这样一种材料铺设的道路会变成一个大型的放电线圈。

  磁化水泥早在2018年出现,用这种材料打造的道路能轻松实现最高200kw的充电功率,理论上已能满足几乎所有车型的应用;一旦这项技术成熟,那么汽车电动化转向还会有效拉动基建,对于欧美而言必然会是一次契机。

  国内无线充电的话题在近几年的补贴方向调整中有多次提及,只是始终没具体动作;如果该模式率先被欧美应用的话,在作为重工业支撑的汽车工业博弈中可能会落下风。各大中企通过十余年的努力终于实现了反超,为保护这个成果似乎应该加速无线充电道路的规划与建设了吧,哪怕先做出试点。

  所谓的以接触轨道在行驶中充电,这种技术其实应用很广泛,还可以说到处都看得见。

  如果生活在一些1/2线城市的话,对于无轨电车应该是很熟悉的;其实这就是一种普通的电动公交车,但相比普通电动客车又有些不同。这些车在驶入主干道的时候,车顶会升起一个金属支架,随后在车道内行驶、以保证直接和空中的电网接触;在进站或其他特殊路段时会分离,车辆也能够正常行驶。

  其实这就是最简单(实际受电弓设计极其复杂)、最高效也最可靠的充电方式,车顶上安装的是受电弓,也能够理解为充电弓;将充电弓搭在电网上就能为车辆的动力电池组充电,行驶中不会影响续航。分离受电弓之后可用电池组供电以短距离通行,这样就实现了道路有多长、续航就有多长的设定,重卡用这种技术势必能实现无限续航。

  「火车」其实早已经不用烧煤炭,上世纪中期就慢慢的开始应用柴电增程火车头,柴油机只用于发电、列车由电机驱动;现在的高铁和动车连柴油机都不需要,使用的也是接触网和受电弓组合的方式供电,车辆只保留应急电源。地铁和轻轨也不例外,只有特殊一些的云轨和无轨电车一样保留了动力电池单元,以保证电网停电后车辆仍可以就近进站。

  那么这些以“千吨”计的钢铁巨兽都能够用无轨电车的方式实现超长续航,卡车难道不行吗?答案是当然可以的。

  仍然是海外已经有使用接触轨和受电弓的卡车,虽然还是在测试阶段中,但距离普及也就是一步之遥;其实接触网的建设成本要比翻新或重建无线充电道路低得多,这一个模式可以在现有道路上进行升级,这对于推动卡车转型新能源会起到颠覆性的作用。因为车辆本身不需要多大容量的电池组,车辆不再需要成本高昂的变速器且电驱总会是自动挡;重点是一步跳过混动卡车,省去了成本超高、排量动辄>10.0T的柴油机的投入,只要要求车企制造的电动汽车配备受电弓即可,这些电动卡车的价格可能会比燃油版更低。

  这样的卡车一旦普及则运输成本会更低,运输成本关联所有的领域;同时柴油机的氮氧化物、颗粒物与油烟等物质的排放都能得到一定效果控制,碳排放可以不再是我们应该讨论的问题。所以这一个模式有很多技术人员和分析师向多个车企提高建议,然而都因没有配套的道路而搁置,也许现在已经加速规划了,否则被欧美抢占先机后还是会被动吧。

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