電動車無線充電是基於電磁場感應原理,透過車輛底盤和地面上的線圈產生「諧振效應」,就能夠讓電流透過磁場流向車上電池組。要產生「諧振效應」需要雙方的線圈具備相同的頻率,根據需求,目前常見的頻率可以從 30 kHz~30 MHz 之間變動。
這個頻率遠低於日常生活中的無線電頻率,相較於高能量的離子化電流,無線充電的電磁場電流,不會直接傷害電池芯或其他有機體,也不會被空氣、水分、冰雪、水泥、木頭、塑膠和所有非金屬物質影響,即使遇到人體,也會直接穿越而不造成任何傷害。
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在保護技術上,通常會採用法拉第籠和鋁片,來防止電流外溢而造成週邊傷害,稱為 Active Shield,通常設置在路面線圈的下方,以及車輛線圈的上方。
此外,廠商也將視覺辨識感測器加入充電設備上,用以辨識可能阻擋在電磁場中的金屬物件。舉例來說,當車輛正在無線充電時,突然旁邊發生械鬥,一把開山刀正好掉在地面線圈上,這時感測器就會發出警告,並自動中止充電程序,以免產生意外。
目前電動車無線充電已經取得共通標準,SAE J2954 是消費級電動車的標準規格,但目前僅支援 3.3 kW 到 11 kW 功率,更高功率的 22 kW 規格還在討論中。
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分析機構 IDTechEx 認為,無線充電雖然方便,但安裝成本比充電樁更高,充電效率則可能更低,因此接下來的開發方向將朝向低成本、低功率為主,尋求商業化的可能性。
▲ 以現有的充電模組相比,無線充電成本高出許多。(Source:IDTechEx)
無線充電對人類來說只是方便,但對電腦來說卻是「必要」。福斯汽車與現代汽車都展示了無線充電停車格的配套概念,因為自動駕駛再厲害,終究也沒辦法自己拔槍充電,但只要能找到無線充電停車格,就可以解決這個問題。
相比地面充電裝置的成本,車載無線充電設備成本較低,因此像是現代、比亞迪和中國第一汽車集團,都已經在部分電動車上預先安裝了無線充電模組,可見車廠認為無線充電商轉的速度,可能比我們想像的更快。
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※本文授權自科技新報,原文見此。