以色列测试电动汽车无线充电公路

新技术可以为行驶中的公共汽车和汽车供电,但它是否具有成本效益?

能够无线充电的新型公路消除了对电源端口的需求。但它们在经济上可行吗?

奥伦·埃泽

长期以来,电动汽车一直是可持续交通的有希望的选择。然而,它们也带来了一些实际的难题,例如昂贵、笨重的电池,而且经常需要充电。以色列正在通过投资为电动公交车供电的公路来解决这些障碍——当它们在街道上行驶时。政府正在与以色列初创公司 ElectRoad 合作,在特拉维夫安装一条公共汽车线路,使用一种路面下的无线技术,该技术消除了对插入式充电站的需求。

尽管这项技术仍处于起步阶段,但它可能会消除阻碍电池动力汽车在 一个多世纪以来 广泛普及的三个最大障碍——成本、重量和续航里程。然而,首先,ElectRoad 将不得不证明其“感应充电”技术可以廉价地扩大规模,以便在全球范围内的道路上采用。“这很令人兴奋,因为它是在没有电线的情况下充电,”宾夕法尼亚州立大学能源存储研究实验室 BATTERY 的主任蒂姆·克莱里说,他没有参与该项目。“但是,除非它价格合理且具有成本效益,否则它不会流行起来。”

ElectRoad 押注它会流行起来。无线充电意味着电动公交车可以携带轻便、廉价的电池,而不是笨重、昂贵的电池——而且永远不必停下来充电。一旦道路配备了该技术,它就可以持续为配备适当设备的车辆供电。“你只需要铺设一次基础设施,仅此而已。你可以将其用于各种车辆,这是一个很大的优势,”这家成立四年的公司首席执行官兼联合创始人奥伦·埃泽说。


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到目前为止,该公司的唯一试验场是其位于凯撒利亚总部 80 英尺的测试路线。但该技术表现良好,足以让该公司赢得以色列交通和道路安全部 12 万美元的拨款,并获得批准在特拉维夫公交线路的一部分上安装他们的技术,该部首席科学家 沙伊·索弗 说。该路线将大约半英里长,计划于 2018 年开放。如果一切顺利,政府计划更广泛地部署该技术,首先是在埃拉特市和拉蒙国际机场之间部署 11 英里的班车。“特拉维夫是以色列最大的城市[在以色列],就像小规模的纽约。如果它在特拉维夫行得通,那么它在任何地方都行得通,”索弗说。“我认为在 10 年内,你会在我们的交通运输中看到许多像 ElectRoad 这样的解决方案。”

ElectRoad 的埃泽拒绝透露特拉维夫项目的价格,但表示建设总成本将由交通部、市政府和该公司分摊。随着该公司试图扩大规模,每公里道路的成本将在未来几年成为一个关键因素。以色列加入了越来越多探索这项技术的国家行列。例如,韩国 已经在全国各地拥有多条无线公交线路。欧盟也在 研究广泛无线充电的可行性。埃泽说,ElectRoad 的技术与众不同,因为变压器成本更低,安装过程更快、更高效。

感应充电自 1890 年代就已出现,当时发明家尼古拉·特斯拉首次发现他可以无线为灯泡供电。从那时起,它已被用于从手机到牙刷的各种设备中——但直到最近才在 13 吨重的公共汽车的规模上使用。公共汽车通过两个电磁场的相互作用产生的电力进行充电和推进。安装在道路两侧的逆变器为 嵌入道路中的 铜板供电。类似的铜板也安装在公共汽车的底部。当车辆驶过带电道路时,两个磁场相互作用并产生电力。

ElectRoad 表示,它可以以最小的干扰将该技术安装在现有道路上,使用两台拖拉机可以在一夜之间完全装备一公里道路。每辆公共汽车仍然需要一个小型车载电池,原因有两个:第一个是加速,因为推动静止的公共汽车所需的能量远远大于它在街道上滑行所需的能量。第二个是在未配备该技术的短途道路上供电。ElectRoad 的公共汽车可以在充电道路外行驶约三英里。

无线充电的最大优势在于,它可以使用更小的电池,或者能够使用更大的电池行驶更远的距离。田纳西州橡树岭国家实验室从事无线技术研究的 布拉克·奥兹皮内奇 说,这两者都很方便。然而,基础设施和材料(尤其是铜)的成本可能会很昂贵,他说。目前,金属的价格约为每磅 2.60 美元。宾夕法尼亚州立大学的克莱里认为,除了成本更高之外,无线电力可能不如简单地插入插座那么直接——公共汽车可能会偏离主路,变得错位并降低功率。

此外,随着电动汽车电池变得更便宜、更轻、更高效,ElectRoad 技术的优势可能会变得不那么重要。电动汽车巴士公司 Proterra 的电池工程总监达斯汀·格雷斯说,工程和化学领域的突破使电池在过去 15 年中变得更具成本效益。几年前,典型的电动汽车电池成本约为每千瓦时 1,000 美元。但格雷斯表示,现在许多公司已降至每千瓦时 200 至 300 美元,包括特斯拉、通用汽车和日产在内的少数公司甚至更低。“我属于那种阵营,我认为锂离子和能量存储的成本正在暴跌,”格雷斯说。“当这些汽车制造商进入每千瓦时 100 美元至 200 美元的价格范围时,他们发现这些汽车真的与其他汽车相当。他们不再将电池视为必须解决的挑战。”

埃泽承认电池价格正在下降,但强调 ElectRoad 的解决方案并非针对个体车辆,而是针对最终可以为整个城市提供服务的包罗万象的基础设施。他说,节省就在这里。还记得车载的小型轻便电池吗?埃泽断言,它仅在车辆运行时间的约 6% 的时间内使用,因此可以使用长达 25 年。相比之下,Proterra 等公司生产的电动公交车中的传统电池寿命约为 六年

尽管扩大规模面临挑战,但 ElectRoad 对其车辆与正在向太阳能和风能等可再生能源而非化石燃料转型的电网之间日益增长的协同效应持乐观态度。埃泽表示,最终,该公司甚至希望使无线充电成为双向的:不仅从道路到公共汽车,而且反之亦然,利用制动产生的能量。

埃泽说,展望未来,这家初创公司的梦想甚至更大。“我们计划从公共汽车开始,当然,但我们相信要彻底改变整个交通运输。”

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