隨著電動汽車普及加速,工程師正探索減少固定充電依賴的方法。一種創新構想是將電力傳輸系統嵌入道路,使車輛行駛中充電,這種無線動態充電技術將道路轉變為分布式能源輸送系統。

無線動態充電基于諧振感應耦合原理,埋設的發射線圈產生高頻磁場,與車輛底部接收線圈耦合。道路線圈由高電流交流電驅動,以約85千赫茲頻率工作,實現高效耦合。當電動汽車駛過時,磁通量被捕獲并整流為直流電為電池充電。現代系統采用線圈段陣列和傳感器確保車輛對齊,動態充電效率約為70-80%。
盡管存在損耗,無線動態充電能提供高功率。實驗室和試點項目顯示動態傳輸速率超過200千瓦。法國一項測試在1.5公里路段提供200-300千瓦功率,新澤西州林肯隧道巴士公司使用200千瓦感應系統,汽車制造商測試300千瓦充電墊。然而,線圈電流產生雜散電磁場可能干擾通信,法國測試中線圈表面溫度超過100°C,可能損壞路面。支持者如Stellantis聲稱其意大利Arena del Futuro線圈對人員和設備無顯著影響。
道路基礎設施包括導電軌道和感應線圈。導電系統使用嵌入路面的金屬條,車輛通過滑動靴物理接觸供電。瑞典eRoad Arlanda項目在2公里卡車路線使用20千伏直流軌道,卡車通過機械滑板接觸軌道,能耗單獨計量,每公里成本低于架空接觸網。工程師指出:“表面沒有電力……電力位于地下五六厘米處。”Elways首席執行官Gunnar Asplund表示:“電氣化道路將使電動汽車無需大型電池即可長距離行駛。”導電軌道效率超95%,但需高水平絕緣確保安全。
無線動態充電安裝涉及在路面淺層安裝線圈組件。線圈分割成1-2米段,僅車輛下方段通電,實現無縫電力傳輸。軌道分段限制功率消耗并防止暴露,每個段由路邊逆變器供電,將電網電力轉換為高頻交流電,道路所有者可計量收費。全球案例顯示技術應用范圍:意大利Arena del Futuro長1.05公里,提供高達1兆瓦功率;Stellantis全球電動出行負責人Anne-Lise Richard稱:“在車輛行駛中充電在充電時間和電池尺寸方面具有明顯優勢。”密歇根州底特律一條街道2023年配備感應線圈,交通部負責人指出:“開發電氣化道路可能是加速消費者對電動汽車興趣的催化劑。”法國高速公路提供200-300千瓦功率,德國和挪威測試靜態充電墊。計費系統使用車輛數字ID按千瓦時收費。

目前,無線動態充電處于試點階段,瑞典、意大利、英國等地政府資助示范項目。密歇根州交通總監Bradley Wieferich評論電氣化街道可能成為電動汽車普及“催化劑”。汽車制造商參與確保兼容性。如果成本下降,未來可能出現連接城市和高速公路的電氣化高速公路,使車輛以更小電池實現零排放行駛。無線動態充電技術正推動公路電氣化發展,為可持續交通提供新路徑。



