近幾年，國家加大了新能源汽車的扶植力度，使其得以實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展。然而，純電動(dòng)車的推廣情況并不像混合動(dòng)力汽車那么順利。之所以出現(xiàn)這種情況，與純電動(dòng)車的價(jià)格、電池容量以及充電便利性等問題密不可分。而如今，一種“在線充電”的理念可能將改變純電動(dòng)汽車的境遇。
何謂“在線充電”？據(jù)了解，在線充電是在運(yùn)行線路上為電動(dòng)車輛進(jìn)行不影響車輛運(yùn)行的充電模式，該模式分為三種：一是網(wǎng)電在線充電，即在電動(dòng)公交的行駛路線上，選擇部分適宜路段鋪設(shè)“在線充電裝置”，實(shí)現(xiàn)在線充電；二是車載在線充電，即車輛配備ＡＰＵ系統(tǒng)（輔助動(dòng)力裝置），在運(yùn)行過程中，由ＡＰＵ對(duì)車載儲(chǔ)能系統(tǒng)充電；三是站點(diǎn)在線充電，即在車輛起（終）點(diǎn)站對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行快速充電，所充的電量滿足車輛單趟往返運(yùn)營(yíng)的需要。
在線充電前景可觀
國家發(fā)改委與科技部可再生能源與新能源國際科技合作計(jì)劃辦公室副主任趙剛就比較推崇無線充電模式：“在線充電是一種非常先進(jìn)的模式。這項(xiàng)技術(shù)在日本和美國已經(jīng)有所突破，而且開始做試點(diǎn)實(shí)驗(yàn)。如果今后可以廣泛應(yīng)用，對(duì)于電動(dòng)車的充電模式而言將是質(zhì)的飛躍。如今，手機(jī)和電腦已經(jīng)實(shí)現(xiàn)無線充電，相信汽車也可以做好這項(xiàng)技術(shù)，將來成為現(xiàn)實(shí)后，電動(dòng)車充電將會(huì)變得非常方便，對(duì)于純電動(dòng)車的普及也是很好的推動(dòng)。”
“在線充電模式如果可以進(jìn)一步普及，不僅有利于節(jié)能減排的實(shí)施，也能有效降低運(yùn)營(yíng)成本。”國家“863”電動(dòng)汽車重大項(xiàng)目監(jiān)理組組長(zhǎng)王秉剛告訴《商用汽車新聞》記者，與普通純電動(dòng)車相比，在線充電式汽車可以減少電池組用量，而且電池使用方式更合理，從而降低了成本。
“以電動(dòng)公交車為例，大概每公里要消耗電量1千瓦時(shí)，假如這輛車每天要行駛200公里，大概要配裝240千瓦時(shí)的電池組，價(jià)錢按照目前電池組4000元/千瓦時(shí)計(jì)算，電池組價(jià)格達(dá)到100萬元。根據(jù)部分城市公交公司的估算，綜合運(yùn)行成本是普通燃油車的4~5倍。在這種情況下，在線充電模式的使用將可以解決這一問題。”王秉剛表示。
此外，王秉剛認(rèn)為，車輛快速充電和站點(diǎn)在線充電是目前比較理想的在線充電方式。
對(duì)于在線充電的未來，某業(yè)內(nèi)專家同樣十分看好。他認(rèn)為，純電動(dòng)汽車在線充電將會(huì)成為趨勢(shì)。如果能在道路上實(shí)現(xiàn)在線充電，會(huì)進(jìn)一步降低對(duì)純電動(dòng)汽車電池組能量密度的要求，有力推動(dòng)純電動(dòng)汽車的大規(guī)模應(yīng)用。另外，也可以消除一直被外界詬病的純電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程短的問題。
“到時(shí)，公路上行駛的純電動(dòng)汽車可通過相關(guān)設(shè)施進(jìn)行充電，從而可大幅度提高純電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。另外，對(duì)動(dòng)力電池能量密度要求的降低，將會(huì)大幅度降低純電動(dòng)汽車的制造成本及售價(jià)，更有利于純電動(dòng)汽車的推廣及應(yīng)用。如果技術(shù)得到突破，純電動(dòng)汽車還可以延伸至重卡領(lǐng)域，讓汽車真正進(jìn)入‘純電動(dòng)時(shí)代’。”該專家說。
中國汽車技術(shù)研究中心電動(dòng)汽車研究院院長(zhǎng)趙春明認(rèn)為，在公交領(lǐng)域，如果想減少電池的數(shù)量，最現(xiàn)實(shí)的方法是使用在線充電中的車載充電，也就是業(yè)內(nèi)常稱的增程式電動(dòng)車。
“增程式電動(dòng)車能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)組持續(xù)提供電能補(bǔ)充。如果在特殊區(qū)域內(nèi)，增程器可以停止工作滿足零排放的要求。如果有更長(zhǎng)行駛里程的要求，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)啟動(dòng)進(jìn)行電能補(bǔ)充。”趙春明說。
此外他還表示，電動(dòng)車的發(fā)動(dòng)機(jī)不需要特別高的功率，只是在比較高效的工作點(diǎn)上開啟。因此，排放和油耗增加得不是太多，但續(xù)航里程得以提高。
“目前，業(yè)內(nèi)對(duì)純電動(dòng)車行駛里程問題的關(guān)注點(diǎn)主要集中在電池上，然而，短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)電池比能量的增加是不太現(xiàn)實(shí)的。如果一味提高，可能會(huì)付出更高的代價(jià)。不如從增程式電動(dòng)車起步，首先它沒有基礎(chǔ)設(shè)施的要求，內(nèi)燃機(jī)也很成熟，油耗和排放也可以控制到最佳。因此，可以解決更多的問題。”趙春明表示。
據(jù)了解，增程式動(dòng)力系統(tǒng)及整車目前在昆明、成都、上海等地區(qū)已經(jīng)累計(jì)應(yīng)用２００臺(tái)套左右，使用效果十分可觀。
對(duì)于在線充電車輛的普及，王秉剛建議，除了社會(huì)的呼吁及企業(yè)的努力付出外，還需要政府部門、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)以及運(yùn)營(yíng)企業(yè)共同推進(jìn)，只有集各方合力，才能盡快探索出一條適合中國市場(chǎng)的“在線充電”式新能源車輛的發(fā)展模式。
無線充電技術(shù) 尚未成熟
相比于在線充電中的快速充電和站點(diǎn)充電，無線充電目前還處于起步階段，技術(shù)尚未成熟。[!--empirenews.page--]
“對(duì)于純電動(dòng)公交車而言，無線充電短期內(nèi)并不是特別理想的解決方案。因?yàn)槟壳斑@種充電模式尚未普及應(yīng)用，技術(shù)成熟度也不高。充電效率、電池兼容性以及充電功率的合理調(diào)配等一系列問題都是客觀存在的，一定程度上制約了無線充電的發(fā)展。”趙春明表示。
此外，趙春明還認(rèn)為，除了技術(shù)層面外，基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)以及安全性的保證也是困難點(diǎn)。他表示，對(duì)二三線城市而言，在線充電方式僅需要政府配合以及充足的資金支持便可實(shí)現(xiàn)，實(shí)施難度不大。然而，對(duì)于大城市來說，寸土寸金之地如何建設(shè)配套設(shè)施是一個(gè)非常大的難題，不僅需要資金支持，合理的規(guī)劃也極其重要，而且必須既要滿足充電方便，又要避免行人觸碰而引發(fā)的安全隱患。另外，對(duì)于車輛運(yùn)營(yíng)模式和環(huán)境條件也有更為苛刻的要求，因此，無線充電并不是一種“樸實(shí)”的技術(shù)，達(dá)到技術(shù)完善、成熟還需要一定的過程。
對(duì)此，清華大學(xué)汽車研究所副所長(zhǎng)電動(dòng)研究室主任、教授陳全世表示認(rèn)同。“目前，無線充電的技術(shù)非常不成熟，無法運(yùn)用到純電動(dòng)車上，如果想達(dá)到普及，估計(jì)還需要很長(zhǎng)時(shí)間。”陳全世告訴《商用汽車新聞》記者，上世紀(jì)90年代初期，美國曾經(jīng)做過1.2公里的無線充電實(shí)驗(yàn)，結(jié)果并不理想。首先，感應(yīng)裝置需要鋪設(shè)在道路里，會(huì)使充電效率大幅下降。另外，電池需要無線發(fā)射，如果遇到電磁干擾，很可能無法正常充電，而且實(shí)行過程中安全性也不能完全保證。因此，目前在線充電只能是一種設(shè)想，付諸實(shí)踐還有很長(zhǎng)的路要走。
“汽車可以像手機(jī)一樣隨時(shí)隨地接收‘信號(hào)’并轉(zhuǎn)化為電能，但這只是理論上可行。受客觀因素的制約，無線充電技術(shù)真正走向產(chǎn)業(yè)化還需一定時(shí)日。”業(yè)內(nèi)專家表示，目前國內(nèi)還沒有無線充電設(shè)施，主要原因是該技術(shù)尚不成熟，目前并不具備推廣的條件。
此外，無線充電在小功率范圍內(nèi)具有方便快捷、高效的優(yōu)點(diǎn)。但由于純電動(dòng)汽車對(duì)電能的要求較高，隨著傳輸距離的加大，磁能的消耗也會(huì)隨之變大，終端設(shè)備所獲得的電能也會(huì)相應(yīng)減少。同時(shí)，無線充電設(shè)備是將網(wǎng)電降壓變?yōu)橹绷麟姾笤龠M(jìn)行一次較高頻率的開關(guān)控制交流變換輸出，由于大功率的交直電流轉(zhuǎn)換是進(jìn)行電能的二次無線傳輸，因此電磁的空間磁損率太大。同時(shí)，電子器件的工作電流越大，器件的老化期也會(huì)越提前，這會(huì)對(duì)設(shè)備的維修與使用帶來很多不便。
據(jù)了解，動(dòng)力為幾十馬力的純電動(dòng)汽車所需的電能補(bǔ)充電流大多在５~20安培，電動(dòng)汽車的功率越大，所需補(bǔ)充電能的電流量也就越大，其輸出功率會(huì)大于500瓦特以上甚至更高。如果多輛純電動(dòng)汽車同時(shí)進(jìn)行充電，其所需的總電源功率輸出將呈直線上升，從而給城市電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來巨大考驗(yàn)。
