#老司机聊汽车知识#
内容概述:
无线充电原理无线充电道路接触轨充电模式如何提升电动汽车的续航里程,这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经达到基本够用的标准,毕竟续航里程已经陆续突破、km,直奔公里的门槛!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,毕竟电池的质量能量密度上限不高,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。
无线充电原理其实并不难,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。
不论手机充电还是车辆充电,无线充电的原理都是相同的。
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可以实现有效充电,包括离地间隙偏高的客车与货车也能够实现;现在要克服的问题是如何提高充电功率,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,并且已经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。
磁化水泥早在年出现,使用这种材料打造的道路可以实现最高kw的充电功率,理论上已经可以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,只是一直没有具体动作;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。
早已应用,转向需要破釜沉舟的决心。
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,甚至可以说到处都看得见。
无轨电车地铁云轨高铁动车如果生活在一些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,也可以理解为充电弓;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,上世纪中期就已经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,运输成本关联各个领域;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有效控制,碳排放可以不再是我们需要讨论的问题。所以这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。
编辑:天和Auto-汽车科学岛
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