早在 1890 年，34 歲的尼古拉·特斯拉(NikolaTesla)就已經(jīng)進(jìn)行了無線傳播電力的研究。可為什么直到今天，特斯拉的 Elon Musk 仍然選擇在插入式的充電方式“超級(jí)充電站”上投資超過 1 億美元呢？

長相撩人的尼古拉·特斯拉

答案很簡單，尼古拉的無線充電技術(shù)還沒能發(fā)展到可以為汽車充電的地步。尼古拉的研究利用了兩條原理，其中之一是感應(yīng)耦合——給初級(jí)線圈一定頻率的交流電，通過電磁感應(yīng)可在次級(jí)線圈中產(chǎn)生一定的電流，兩個(gè)線圈之間沒有任何物理接觸。這項(xiàng)技術(shù)在變壓器、交流電動(dòng)機(jī)和小型家電上(比如筆記本電腦和電動(dòng)牙刷)應(yīng)用的非常好。

問題在于尼古拉所利用的第二條原理——磁共振，這項(xiàng)技術(shù)能將感應(yīng)耦合放大到更高的功率水平，其關(guān)鍵就是將兩個(gè)線圈的磁場調(diào)整到相同的頻率，或者說在一個(gè)特定的頻率上共振。這才是無線充電技術(shù)能否用于電動(dòng)汽車的關(guān)鍵。

在意大利的熱那亞和都靈，依照這個(gè)原理建設(shè)的充電系統(tǒng)已經(jīng)為 30 多輛電動(dòng)公交車供電超過十年。這些電動(dòng)公交車每次在公交站點(diǎn)停留時(shí)，埋藏在路底的線圈可以為公交車的電池充 10% 到 15% 的電力。該系統(tǒng)的德國制造商 Conductix-Wampfler 聲稱，該系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換率達(dá) 95% 且不會(huì)受到天氣的影響，電池壽命也因充電周期頻繁而更長久，并且公交車的地板是絕緣材質(zhì)，防止磁場干擾起搏器或其他電子設(shè)備。猶他州立大學(xué)也在開發(fā)一個(gè)類似的系統(tǒng)，由聯(lián)邦運(yùn)輸管理局提供種子基金。

韓國科學(xué)技術(shù)研究院(KAIST)研發(fā)了一種電動(dòng)公交車，在低于 50 英里的時(shí)速行駛時(shí)不需要停下充電。以下是它的工作原理圖：

這個(gè)無線充電系統(tǒng)標(biāo)志著無線充電技術(shù)朝著終極目標(biāo)又近了一步：在電動(dòng)車行駛的同時(shí)為它們充電。2013 年 8 月，KAIST 在韓國龜尾市推出了第一條真正的電動(dòng)公路，兩輛電動(dòng)公交車在這條 15 英里長的電動(dòng)公路上行駛，其中 5%到 15%的路段下埋藏著充電帶，用來給行駛中的電動(dòng)公交車充電。這種做法能有效降低能量損耗，KAIST 希望下一步將這項(xiàng)技術(shù)推廣到更多的公交車上。

如今越來越多的電動(dòng)車出現(xiàn)在汽車市場上，如何為這些電動(dòng)汽車高效、方便地供電已經(jīng)成為不容忽視的問題，無數(shù)電動(dòng)汽車制造商和能源供應(yīng)商都把建設(shè)電動(dòng)汽車充電站提上了議事日程。但是想象一下，如果有這樣一條電動(dòng)公路，能為所有以 70 英里時(shí)速行駛的電動(dòng)汽車自動(dòng)充電，這將會(huì)是怎樣一副情景？電動(dòng)汽車的電池將更小、更輕、更便宜。當(dāng)然，所消耗的電力成本和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的費(fèi)用將以公路收費(fèi)的方式向車主收取。

這個(gè)聽起來無限美好的未來需要多久才能實(shí)現(xiàn)呢？無線充電領(lǐng)導(dǎo)者 WiTricity 公司的 CTO Katie Hall 預(yù)計(jì)，這項(xiàng)技術(shù)將在 2020 年之前落地，并可能先應(yīng)用于公交專線，例如校園公交或機(jī)場線。

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