科學家未來想讓電動車在行駛途中進行無線充電

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作者 Emma stein  發布日期 2018 年 03 月 29 日   

首圖來源：科羅拉多大學波德分校

電動汽車有朝一日能夠在高速公路上邊行駛邊無線充電，在不仰賴電池的情況下驅車數百英里甚至數千英里，這想法聽起來還很科幻，但有些工程師正在努力讓這件事變得更現實些。

目前，大多數電動車充飽一次電可行駛 100～250 英里（約 160～400 公里），具體續航力取決於型號。但就算是美國，如果放眼整個地區充電站點還是很少，要求車主開著一輛電動車長途旅行是非常大的挑戰。

這個問題可能會隨著容量更高的電池問世、無線電力傳輸技術發展而消失。過去兩年，科羅拉多大學波德分校電機與能源工程學系助理教授 Khurram Afridi 與其他工程師在努力研發以極高頻率的電場傳輸電力，也許有一天可以讓這類技術超越小型消費性電子產品，開始為更大型產品如汽車提供動能。

無線電力傳輸概念已令科學家著迷多年，比如在電磁場領域有多項革命性發明的天才發明家尼古拉‧特斯拉，就曾公開表演過遠距離傳遞能量的成果，他有多項相關專利及電磁學理論研究工作，是現代無通訊和無線電的基石。他也相信他能透過空氣傳送電力，可惜由於經濟困難（因為尼古拉懶得管法律保障，結果專利都被搶走了），導致研究項目未完成。

如今一些小型消費性電子產品已可裝備無線電力傳輸技術，但能傳輸大量電力的高頻技術還未開發成功，加上還要為高速行駛中的汽車隔空充電，難度提升不只一個層次；此外，智慧型手機無線充電只要 5W 功率，筆記型電腦可能需要 100W 功率，但一輛行進中的汽車需要功率以 KW 計。

大多數無線電力技術透過以循環方式的磁場傳遞能量，但這需要脆弱的鐵氧體（ferrite）來維持能量導向，成本昂貴，故 Khurram Afridi 考慮改以能大幅降低成本的電場傳輸能量。高速公路上可以另闢一條無線充電專用車道，有需要充電的電動車只要於該車道上行駛即可，電能則透過在馬路與車輛間的極小電容傳輸。

當然這麼小的電容不可能傳輸足夠能量，所以 Khurram Afridi 團隊提出改進方法：增加電場頻率。在他們的實驗中已經做到了以兆赫級頻率傳輸千瓦功率。研究人員正在努力開發原型，並試著將之擴展到潛在實際應用中。

一條能為電動車充電的高速公路離真實化遙遙無期，但作為一名科學家，Khurram Afridi 抱持樂觀積極的態度面對。