科技日?qǐng)?bào)記者 張佳欣

從電話(huà)到計(jì)算機(jī)，再到電動(dòng)工具，取消電源線(xiàn)一直都意味著技術(shù)的進(jìn)步。同樣，電動(dòng)汽車(chē)的無(wú)線(xiàn)充電可能會(huì)“改變游戲規(guī)則”。

(資料圖片)

電動(dòng)公路系統(tǒng)將使電動(dòng)汽車(chē)和電動(dòng)卡車(chē)在行駛中充電，在兩個(gè)充電站的間隔路段中能夠行駛更長(zhǎng)的距離，從而消除“里程焦慮”，推進(jìn)可持續(xù)交通。圖為一段充電公路。圖片來(lái)源：創(chuàng)世紀(jì)能源網(wǎng)

據(jù)歐洲新聞網(wǎng)（Euronews）近日?qǐng)?bào)道，歐盟4月通過(guò)一項(xiàng)具有里程碑意義的法律，要求從2035年起所有售出的新車(chē)二氧化碳排放量為零，歐洲國(guó)家正加緊準(zhǔn)備實(shí)現(xiàn)無(wú)化石燃料出行所需的基礎(chǔ)設(shè)施。

為響應(yīng)歐盟新法律要求，瑞典決定于2025年開(kāi)通世界上第一條永久性電氣化公路。這個(gè)電動(dòng)公路系統(tǒng)（ERS）就像施了魔法一般，可讓電動(dòng)汽車(chē)和電動(dòng)卡車(chē)在行駛中充電，在兩個(gè)充電站的間隔路段中能夠行駛更長(zhǎng)的距離，從而消除“里程焦慮”，推進(jìn)可持續(xù)交通。

道路充電的三種方式

瑞典交通管理局計(jì)劃對(duì)E20高速公路進(jìn)行改造，這條高速公路位于瑞典3個(gè)主要城市——斯德哥爾摩、哥德堡和馬爾默之間。交通管理局還計(jì)劃到2030年，在公路上部署2000公里的ERS，到2035年擴(kuò)展到3000公里。不過(guò)，他們還沒(méi)有確定第一條高速公路將采用哪種類(lèi)型的充電方式。

作為電氣化道路測(cè)試的先驅(qū)，瑞典已經(jīng)試驗(yàn)了3種領(lǐng)先的解決方案。

2016年，瑞典中部耶夫勒的一段2公里長(zhǎng)的道路開(kāi)通，利用架空電線(xiàn)讓重型車(chē)輛通過(guò)受電弓充電——就像電動(dòng)火車(chē)或有軌電車(chē)那樣；哥特蘭一段1.6公里長(zhǎng)的道路采用的是感應(yīng)充電方式，它將設(shè)備埋在道路下，將電力輸送到安裝在電動(dòng)汽車(chē)上的線(xiàn)圈，在車(chē)輛沿道路行駛時(shí)為其充電；2018年，交通管理局在斯德哥爾摩郊外2公里長(zhǎng)的路段上引入了世界上第一條充電軌道，通過(guò)這種導(dǎo)電式充電方式，電動(dòng)卡車(chē)可以放下一個(gè)機(jī)械臂，從下方的電動(dòng)軌道接收動(dòng)力。

E20高速公路的電氣化，是繼一系列成功的ERS試點(diǎn)項(xiàng)目之后的又一舉措。瑞典交通管理局仍在考慮，這條道路是使用傳導(dǎo)充電系統(tǒng)還是感應(yīng)充電系統(tǒng)。

多國(guó)開(kāi)展試點(diǎn)計(jì)劃

早在2013年，韓國(guó)就開(kāi)啟了世界上第一條電動(dòng)汽車(chē)充電道路。其基本原理就是在路面下鋪設(shè)電纜，通過(guò)一些特殊的裝置將電力轉(zhuǎn)換成電磁傳輸?shù)狡?chē)的電瓶中，從而實(shí)現(xiàn)汽車(chē)在車(chē)道上一邊行駛一邊充電。盡管這條車(chē)道主要是給電動(dòng)公交車(chē)充電的，但該道路當(dāng)時(shí)是作為其他電氣化道路的概念驗(yàn)證項(xiàng)目。

2021年，美國(guó)印第安納州交通運(yùn)輸部和普渡大學(xué)宣布，計(jì)劃開(kāi)發(fā)世界上第一個(gè)非接觸式無(wú)線(xiàn)充電混凝土路面高速公路段。該項(xiàng)目將使用由德國(guó)初創(chuàng)公司Magment GmbH開(kāi)發(fā)的創(chuàng)新可磁化混凝土，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)在行駛過(guò)程中的無(wú)線(xiàn)充電。

法國(guó)也在探索一條供卡車(chē)使用的電動(dòng)高速公路。卡車(chē)將依靠架空電線(xiàn)充電，目標(biāo)是在2026年前完工。

在德國(guó)斯圖加特以南約1小時(shí)車(chē)程的小鎮(zhèn)巴林根，有一段長(zhǎng)約1公里的小路。這條路由以色列公司Electreon建造，通過(guò)磁共振感應(yīng)來(lái)工作，其中嵌在道路下方的銅線(xiàn)圈將電力傳輸?shù)桨惭b在任何電動(dòng)車(chē)輛上的接收器上。

今年晚些時(shí)候，這條公路將進(jìn)行世界上首次公開(kāi)試驗(yàn)的“無(wú)線(xiàn)充電”，其目的是表明，這項(xiàng)長(zhǎng)期以來(lái)被視為雄心勃勃和未來(lái)主義的技術(shù)現(xiàn)在可以在現(xiàn)實(shí)世界中發(fā)揮作用。

包括寶馬在內(nèi)的幾家汽車(chē)制造商已經(jīng)推出了帶有固定式充電板的汽車(chē)，可以在停車(chē)時(shí)充電。但是，在駕駛時(shí)為電池充電的潛力，也就是所謂的動(dòng)態(tài)充電，將對(duì)該行業(yè)產(chǎn)生廣泛影響。

廣泛應(yīng)用障礙重重

瑞典交通管理局戰(zhàn)略發(fā)展總監(jiān)楊·佩特森表示，僅將一個(gè)地區(qū)25%的高速公路變成移動(dòng)（又名動(dòng)態(tài)）充電器就可以促使電動(dòng)汽車(chē)本身更便宜。動(dòng)態(tài)充電減少了電動(dòng)汽車(chē)對(duì)較大單次充電行程的需求，也意味著其電池體積最多可縮小70%和較小的電池生產(chǎn)成本，從而降低了電動(dòng)汽車(chē)的整體價(jià)格。但這還有很長(zhǎng)的路要走，即使是瑞典的試點(diǎn)道路也需要幾年的時(shí)間才能準(zhǔn)備好進(jìn)行測(cè)試。

英國(guó)《金融時(shí)報(bào)》報(bào)道，汽車(chē)制造商和行業(yè)游說(shuō)團(tuán)體不斷警告稱(chēng)，為道路上預(yù)期數(shù)量的電動(dòng)汽車(chē)提供服務(wù)的充電站太少。他們還對(duì)到2050年或之后不久電池材料可能短缺表示擔(dān)憂(yōu)。

專(zhuān)業(yè)服務(wù)公司PA Consulting專(zhuān)家邁克爾·赫維茨說(shuō)，電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)態(tài)充電技術(shù)將首先在專(zhuān)屬車(chē)輛中采用，因?yàn)楫?dāng)涉及私家車(chē)時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)的難度要大得多。

其中一個(gè)需要克服的障礙是，不同廠家的零部件必須是可互操作的，允許不同車(chē)型在同一系統(tǒng)上充電。與此同時(shí)，在地面下安裝充電板的成本可能高得令人望而卻步。

還有一個(gè)更廣泛的挑戰(zhàn)，那就是高速公路運(yùn)營(yíng)商與能源電網(wǎng)以及更廣泛的汽車(chē)行業(yè)之間需要協(xié)調(diào)一致。

對(duì)高速電力連接的需求可能會(huì)使實(shí)現(xiàn)廣泛的道路充電變得困難。英國(guó)第二大地區(qū)性公交運(yùn)營(yíng)商FirstBus在研究無(wú)線(xiàn)充電時(shí)得出結(jié)論，該項(xiàng)目過(guò)于昂貴，因?yàn)樾枰蛟S多農(nóng)村公交站點(diǎn)供電。

該公司脫碳主管加里·伯明翰表示：“這一切都與電力供應(yīng)有關(guān)。然而，有些公交車(chē)站甚至連燈都沒(méi)有。”

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