(2018-09-25)美國第一輛電動車,是2008年的特斯拉Roadster,但當年至9月止,僅賣出27輛;經過十年發展,現有25種電池電動車、26種插電式油電車可供消費者選購,充電點的數量也隨著增加,但電動車的發展並沒有預期的快,僅占全球1%的市場。

WiTricity電動車無線充電板,車停到上面就自動充電。(圖:WiTricity)

(2018-09-25)美國第一輛電動車的出現,是2008年的特斯拉Roadster,那年到9月為止,僅賣出27輛,打頭陣的買主都得冒著風險,電池壽命是問題,充電定點更是挑戰,當時全美共有430個充電點,隔年也不過增加到465個。

經過十年的發展,現在有25種電池電動車、26種插電式油電車,可供消費者選購,而充電點的數量也隨著增加,到2017年底,全美公共場所與工作場所,共有4萬7千多個充電點,其中有6,270個快速充電點。

 

據InsideEV統計,今年到7月為止,全美一共售出15萬多輛電動車,與十年前的27輛自然不能同日而語,但電動車的發展並沒有預期的快,僅占全球1%的市場。

電動車有很多優點,不用化石燃料污染環境,行車安靜沒有噪音,確實很吸引人,但充電是一大負數。雖然可以在家裡充電,外面的充電器也設計的跟加油槍類似,使用並不麻煩,但充電比加油慢,家裡以外的「充電槍」數量,也遠比加油的幫浦少得多,行車電力不足不是隨處可以加電。

電動車充電需要多少時間?依電池的大小與充電設備的速度,可從30分鐘到12小時。以Nissan LEAF 30kWh為例,用家裡7kW充電器,從空電池到加滿約4小時。

充電也用小時里數計算,例如3.7kW每小時15哩(24公里),7kW每小時30哩(48公里),22kW每小時80哩(128公里);另外有50kW快速充電,30分鐘可充滿80%。3.5與7kW可在家裡使用,22kW需用三相電源,多用在公用場所,50kW就只能用在加電服務站。

聽起來雖然有點麻煩,但習以為常、把加電作為生活的一部份,並不覺得有什麼不便。但一家新創公司WiTricity,發展一種無線充電的技術,不需插線、不需用加電槍,只要把車停在固定的位置,駕駛人不必做任何動作,就可以自動充電。


把車開到充電板上就自動充電。(圖:WiTricity)

上圖的電動車停在一塊小版子的上面,這小板子連接牆上的電源,車就可以不接觸的自動充電。這塊小板子可以說是電源傳遞器,據WiTricity的解釋,電源可以是3.5、7.7、11、22kW,效率與傳統充電方式相同。

停車對小板子位置,允許左右10公分、前後7.5公分偏差,對底盤高度不同的車輛,像是小客車、休旅車、跑車,也有10-25公分的寬容高度。埋在地下,可穿透瀝青、水泥、積雪,車裡的電池可以反向回流電能,供給家用、或補充附近電網的不足。


裝有粗銅線線圈的無線充電板。(圖:WiTricity)

這塊小板子只是運作的一半,另一半當然在車上,電能是用磁共振的原理傳遞。一個線圈通上電流產生磁場,引發磁場範圍內另一個線圈共振,產生電流。

這不是新技術,運作有如現在的手機無線充電。但WiTricity把這項技術提高到電動車的能量,而且效率不打折扣,與傳統充電相同。如下圖所示,小板子就是左邊的線圈,用粗銅線繞成,右邊同樣的線圈就裝在車上,連接到車上的電池,兩個線圈最遠可以相隔2米。


磁共振電能傳遞示意圖。(圖:WiTricity)

無線充電板可以放在車庫地上,或埋在地下,大型停車場可裝在每一車位的下面,甚至可以修一條加電路,車輛一邊走一篇充電。對駕駛人來說省了一些動作,自然覺得方便,但WiTrickty把更遠的目標放在無人車上。

目前的自駕無人車,仍需一名安全駕駛坐在方向盤後面,但很快就會變成真的無人車,不再需要安全駕駛人;另一方面,化石燃料的內燃機漸漸開始淘汰,「汽」車會越來越多變成「電」車,而即將出現的「無人電動計程車隊」,成為便捷的大眾交通網,那時候無障礙自動充電,無疑成為重要的一環。

下面是一段WiTricity展示的影片,汽車入庫,車內屏幕指示充電板位置,車停之後開始充電,屏幕顯示充電量。


本文取材自2018年9月23日「那福忠西海岸數位隨筆(67)」:無線充電與電動車
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