汽车产业这几年正经历着的深刻变革,新能源、互联、智能等技术的融入使汽车逐渐告别代步工具的单一角色。毫无疑问,汽车将成为继手机之后,另一种重要的智能移动终端。
“自动驾驶”、“新能源驱动”、“智能汽车”,这些在上世纪科幻作品里才能看到的前卫概念,现如今已成为汽车领域技术与投资的热点。未来汽车恐怕除了“变形”外,人车互动的本领不会逊于Transformers中的汽车人。
以新能源车为例,特斯拉的横空出世无疑成为汽车发展新趋势的典范。然而,不管是特斯拉还是其他纯电动车供应商,都还没有突破续航里程以及全地形适用的充电方案的制约。
特斯拉即将上市的Model 3车型,单次充电后的续航里程可达200英里,而已经上市的雪佛兰Bolt,广告宣称可以行使238英里。但
目前的电池技术需要人们停下来花费好几个小时将电池再次充满
。当“充电5分钟通话两小时”的手机广告漫天飞时,电动车工程师们还在为2小时充满容量的80%而忙的满头大汗。
最近兴起的移动式无线充电技术,似乎在为电动汽车真正实现畅行天下扫清最后的障碍。设想一下,如果电动汽车在高速公路上一边行驶一边就可以充电,那么驾驶者就不再为电量不足而担忧,电动车的成本也会随之下降。届时,电力必将取代石油,成为汽车的标准燃料。
图丨高速路上的无线充电专用道
近日,来自斯坦福大学的科研人员向世人展示了他们的最新研究成果:
一种可以向附近移动目标传输电力的新技术
。相关论文于6月14日发表在
Nature
在线上。
2007年,麻省理工的研究人员曾开发出向静止目标远距离传输电能的技术(以6英尺远的距离向60W的灯泡供电),而斯坦福大学的这一最新成果又向前迈进了一大步。
图丨
实验装置图,以无线方式将电能传输到移动的圆盘上
他们与其他大学的技术均是基于
磁共振耦合原理
:同发电厂利用在磁体之间旋转线圈产生交流电一样,电流通过导线也会产生振荡磁场,这种振荡磁场会使邻近线圈中的电子产生振荡,进而实现电能的无线传输。
要想产生连续稳定的电流,能量输出线圈与接收线圈必须保持几乎静止,两个线圈的共振频率一致,且有准确的角度定位,则传输效率越高。若接收线圈在移动,则电路的某些参数(如频率)必须跟着做出调整。
让电路跟随物体移动做出及时的自动调整,是一个相当复杂的控制过程,也是移动式无线充电面临的一项重大挑战。
为此,斯坦福的科研团队去除了发射器上的射频源,取而代之的是市面上可获得的电压放大器和反馈电阻,该系统可以自动计算不同距离下的正确频率,甚至可以在3英尺范围内高效地传输能量,免除了手动调节,从而成功解决了以上难题。