這個冬季，我國北方地區(qū)經(jīng)歷了極寒天氣和大雪。這種條件下，新能源電動汽車的續(xù)航能力表現(xiàn)大打折扣，成為社會討論的熱點。

目前，新能源電動汽車的續(xù)航里程可以勝任市區(qū)代步的任務(wù)。但利用其長途出行則比較困難，里程焦慮問題并未得到充分解決。

針對電池續(xù)航的問題，一個技術(shù)思路是在電動汽車行駛過程中，利用無線電能傳輸技術(shù)，給電動汽車電池進行電能補充。像飛機的“空中加油”一樣，動態(tài)無線充電可以實現(xiàn)邊行駛邊充電，極大提升電動汽車的續(xù)航里程，降低車載電池的容量。

2023年，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于進一步構(gòu)建高質(zhì)量充電基礎(chǔ)設(shè)施體系的指導(dǎo)意見》，提出加強包括無線充電在內(nèi)的新型充電技術(shù)研發(fā)。發(fā)展動態(tài)無線充電對于提升新能源車比例、推動無人駕駛等具有重要意義。

動態(tài)無線充電基于電力電子技術(shù)，通過埋設(shè)于道路中的發(fā)射端裝置，將從電網(wǎng)汲取的電能以電磁場為媒介，“隔空”傳輸?shù)叫旭傆诼访嫔系碾妱悠嚨哪芰拷邮斩?，從而實現(xiàn)對電動汽車電池的充電。無線充電在電能傳輸過程中，車輛與充電設(shè)施之間并無線纜的連接，因此可以為高速行駛的電車充電。采用動態(tài)無線充電的車輛可以采用低容量電池組，整車重量降低，車輛性能好，還可以節(jié)約成本。隨著電動汽車市場占比不斷提升，動態(tài)無線充電的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)會更具經(jīng)濟性和實用性。

近十年來，隨著電動汽車的大量使用，動態(tài)無線充電技術(shù)的研究、驗證和試點也進入快速發(fā)展期。

世界各國從2013年開始在城市道路上開展短距離無線充電道路的試點工程，長度從上百米到數(shù)公里不等。試點項目中，用于公交車充電的項目由于路線固定，且易與公交站點靜態(tài)無線充電結(jié)合，技術(shù)較為成熟，投入使用后已經(jīng)歷了數(shù)年持續(xù)運行的驗證。在普通城市道路和高速公路的應(yīng)用相對困難，需要綜合考量技術(shù)可行性和經(jīng)濟性，這是近幾年的研究熱點。

為降低道路無線充電設(shè)施的建設(shè)成本，可以設(shè)置一定的距離間隔，僅在部分路段鋪設(shè)大功率的無線充電裝置。2023年，美國橡樹嶺國家實驗室首次驗證了200千瓦的大功率電動汽車動態(tài)無線充電，實現(xiàn)車輛高速運行的情況下通過1公里的充電滿足10公里續(xù)航需求，大幅降低維持電車電量所需的電氣化道路比例。同年，特斯拉汽車公司進軍汽車無線充電領(lǐng)域。豐田、寶馬等企業(yè)也已涉足汽車無線充電技術(shù)，并取得一定成果。

加快發(fā)展動態(tài)無線充電，首先需要基于技術(shù)經(jīng)濟性評估獲取最優(yōu)的充電功率和道路電氣化比例，還需要進一步提升大功率無線充電技術(shù)的性能和安全性，解決不同種類和款型的電動車的無線充電兼容性問題，解決瞬時大功率充電對電網(wǎng)的沖擊問題，以及高速行駛時車輛與充電線圈定位通信和網(wǎng)絡(luò)安全的難題。

解決這些問題，需要多學(xué)科交叉合作和多方面創(chuàng)新技術(shù)的整合，包括無線充電技術(shù)、電力電子技術(shù)、儲能集成技術(shù)、低延時通信技術(shù)、道路工程技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)等。實現(xiàn)動態(tài)無線充電的產(chǎn)業(yè)化落地，需要科研院所研發(fā)配套技術(shù)，政策鏈協(xié)同和產(chǎn)業(yè)界的深度參與。

我國相關(guān)研究和試點項目近兩年發(fā)展很快。2022年，成都開通了國內(nèi)首條無線充電公交線路;2023年，中國一汽在其創(chuàng)新基地內(nèi)建成一個高功率動態(tài)無線充電道路系統(tǒng)。高速公路無線充電也在積極規(guī)劃中。我國的新能源企業(yè)在充電領(lǐng)域研發(fā)能力強、技術(shù)迭代快、市場占有率高，如果能配以制度和政策優(yōu)勢，與科研院所的技術(shù)創(chuàng)新結(jié)合，未來幾年將迎來動態(tài)無線充電產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展期。

未來，動態(tài)無線充電系統(tǒng)將作為智慧交通的重要組成部分，與無人駕駛技術(shù)相結(jié)合，通過車輛的環(huán)境感知和定位技術(shù)保證無線充電的安全性和高效性。車輛的導(dǎo)航規(guī)劃也可以依據(jù)無線充電道路的位置進行推薦，保證電動汽車長期續(xù)航。動態(tài)無線充電技術(shù)還將實現(xiàn)公路的電氣化，促成交通網(wǎng)與智能電網(wǎng)的動態(tài)連接，實現(xiàn)電網(wǎng)源側(cè)和交通用電側(cè)的供需平衡，協(xié)同優(yōu)化能源使用效率和安全。在這樣的一體化網(wǎng)絡(luò)中，自動駕駛車輛可以實現(xiàn)無間斷高效可靠行駛，無人駕駛車輛則可以實現(xiàn)全天候無人值守。這對于經(jīng)濟聯(lián)系緊密的城市之間的人員日常通勤和物流保障，實現(xiàn)點對點直達交通，具有很高的社會和經(jīng)濟效益。

2023年底召開的中央經(jīng)濟工作會議明確提出，要以科技創(chuàng)新推動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，特別是以顛覆性技術(shù)和前沿技術(shù)催生新產(chǎn)業(yè)、新模式、新動能，發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。新能源汽車產(chǎn)業(yè)是諸多新科技的載體，是符合社會綠色化和數(shù)智化發(fā)展趨勢的未來產(chǎn)業(yè)。我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)依靠科技創(chuàng)新在全球競爭中形成先發(fā)優(yōu)勢，在國際上處于領(lǐng)跑位置，是形成和塑造新質(zhì)生產(chǎn)力的典范。

今年是京津冀協(xié)同發(fā)展戰(zhàn)略提出十周年，交通一體化是京津冀協(xié)同發(fā)展的骨骼系統(tǒng)和先行領(lǐng)域。電動汽車動態(tài)充電有望在下一個十年解決北方低溫氣候下新能源汽車的長途續(xù)航問題，且通過創(chuàng)新性的公路系統(tǒng)的電氣化和智能化，有效優(yōu)化綜合交通基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，連接智能能源網(wǎng)絡(luò)，“動態(tài)”賦能一批新興的交通和能源產(chǎn)業(yè)。

(作者系天津大學(xué)國家儲能平臺教授)

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