電線正逐漸淡出人們的日常生活。無繩電話、無線鼠標(biāo)、無線耳機(jī)已不鮮見，無線充電的電動牙刷、智能手機(jī)正成為新寵。信息可通過無線電傳輸，而電能也可以通過電磁感應(yīng)來傳遞。近年來，電動汽車專家們正研究電動汽車的無線充電裝置。傳統(tǒng)的接觸式充電當(dāng)遭遇雨雪、泥濘等天氣條件或路況時，有觸電風(fēng)險，相比之下非接觸式充電更為舒適和安全。弗勞恩霍夫集成系統(tǒng)和元器件研究所(IISB)的專家們將電磁感應(yīng)式充電視為未來充電裝置的發(fā)展方向之一。
電磁感應(yīng)式充電的原理如同平衡變壓器，每一條輸送電流的導(dǎo)線都產(chǎn)生磁場，而磁場本身可發(fā)電，如果兩根導(dǎo)線的磁場方向一致，就可將電能進(jìn)行無線傳輸，目前已應(yīng)用于電動牙刷和智能手機(jī)充電器、感應(yīng)電爐等。
工業(yè)界與科技界在電動車感應(yīng)充電研究方面已合作多年?，F(xiàn)有的做法是在車身底部安裝感應(yīng)線圈，把充電裝置埋在地下。但由于車距地面達(dá)15厘米，要求線圈的功率和體積都要很大，會推高成本。此外，動物或其他物體都可能干擾電力傳輸，如貓會被充電時微熱的地板所吸引，更危險的是口香糖、香煙包裝紙等含金屬成分的紙張，在車下或被風(fēng)吹到車下的感應(yīng)充電表面會立刻升溫以致自燃。
為此，弗勞恩霍夫的專家們開發(fā)出一種前置充電裝置，將感應(yīng)源安裝在充電樁上，車輛駛?cè)霑r可微微觸碰感應(yīng)源，這樣所需線圈的直徑就由80厘米顯著減小到10厘米。該系統(tǒng)的能效更高、成本更低，充電過程也少受其他因素干擾。由塑料制成的充電樁約齊腰高，接觸到車體后自動向后移動，若觸力過大，則向下折疊落回地面，車身不會因此受損，汽車幾乎可無障礙駛過。若車未能準(zhǔn)確停在中軸正對充電樁的位置，樁內(nèi)縱向重疊的感應(yīng)線圈與車牌后部的橫向疊合線圈之間也可實(shí)現(xiàn)電力傳輸，且不受車的體積和高度影響。
IISB的專家們從事電動車研究已有12年，并于2年前開始研究感應(yīng)充電。期間，專家團(tuán)隊(duì)建立了覆蓋電力電子、電磁場仿真、電磁感應(yīng)電流分布等領(lǐng)域的全面知識體系。線圈的設(shè)計(jì)十分重要，決定著磁場的方向和強(qiáng)度。為將交流電阻降到最低，他們設(shè)計(jì)了一種由多個薄而彼此絕緣的小線圈構(gòu)成的線圈組。目前，他們開發(fā)的原型機(jī)傳輸能力達(dá)3千瓦，能效高達(dá)95%，現(xiàn)有電動汽車車型一夜間即可充滿電。他們未來的研究目標(biāo)一是繼續(xù)提高充電功率，以配合電池技術(shù)的發(fā)展，二是繼續(xù)降低充電站成本，當(dāng)前充電樁與電動汽車是捆綁銷售，只有當(dāng)成本降到合適程度，這一充電技術(shù)才能成為大眾產(chǎn)品。
