“將發(fā)射線圈預設在裝配式路面板內(nèi),通過磁耦合無線傳輸技術(shù),為裝有接收線圈的電動汽車充電,實現(xiàn)邊行駛邊充電。”日前,在上海舉行的2021福特“優(yōu)行”大學生創(chuàng)新挑戰(zhàn)賽全國總決賽上,由南京工業(yè)大學交通運輸工程學院侯曙光老師指導、建筑與土木工程專業(yè)2019級碩士研究生徐佳誠同學領(lǐng)銜完成的創(chuàng)意項目“智路e行—裝配式無線充電智能路面”,斬獲全國總冠軍。
提及項目創(chuàng)新的初衷,徐佳誠表示,傳統(tǒng)燃油消耗化石資源,帶來碳排放超標等問題,而清潔程度高、環(huán)境友好的電動汽車在市場已開始蓬勃發(fā)展,但電動汽車充電難、續(xù)電難,又成為其市場推廣的阻點。在導師侯曙光的指導下,徐佳誠等人開始技術(shù)創(chuàng)新,試圖解決制約行業(yè)發(fā)展的痛點。
“現(xiàn)在市面上常見的有線充電樁,存在三大‘短板’。一是充電樁反復充插后容易損壞,二是損壞后維修成本高,三是具有不安全性,易引發(fā)火災等事故。”負責業(yè)務模式開展、技術(shù)產(chǎn)品推廣的團隊成員金瑞說,他們設計的裝配式無線充電智能路面,將磁耦合無線傳輸技術(shù)與裝配式路面結(jié)構(gòu)相結(jié)合,可實現(xiàn)電動汽車“邊行駛邊充電”。
“我們的項目實現(xiàn)了充電技術(shù)創(chuàng)新,即通過高頻交流電產(chǎn)生磁場共振耦合,達到能量無線傳輸,實現(xiàn)遠距離、大功能、高效率充電。”負責市場需求調(diào)研、系統(tǒng)架構(gòu)優(yōu)化的邵玉月補充說,此外,項目實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)設計與工藝創(chuàng)新和管理技術(shù)創(chuàng)新。
她解釋道,結(jié)構(gòu)與工藝創(chuàng)新表現(xiàn)在施工速度快、成型質(zhì)量高、使用壽命久;管理技術(shù)創(chuàng)新體現(xiàn)在開發(fā)了路面信息管理系統(tǒng),為后期維修養(yǎng)護提供精確數(shù)據(jù)支持。
“使用這項技術(shù)后,電車充電會更經(jīng)濟、更安全、更便捷、更舒適。”談及產(chǎn)品的優(yōu)勢,指導老師侯曙光說,充電線圈預設在面板內(nèi)部,相比有線充電技術(shù),占地面積少,減少了成本,且無插口結(jié)構(gòu),降低了危險,還可動態(tài)充電,節(jié)省了時間,也能連續(xù)性操作,為用戶帶來沉浸式體驗。
侯曙光介紹,靜態(tài)無線充電方式較之有線充電方式在功率和最優(yōu)傳輸效率之間相差無異;建設周期相比有線充電方式提高了33%;使用壽命延長了66%;建設成本降低了20%;用電成本便宜了12.5%。“行駛過程中充電10分鐘,可續(xù)航16公里。”負責數(shù)據(jù)庫開發(fā)、運營和售后服務的楊文鼎興奮地舉例道,以整車質(zhì)量1.5噸為例,以60千米/小時速度行駛,動態(tài)無線充電功率15千瓦,行駛10分鐘,可充電量2度,續(xù)航16千米。
“我們力爭使產(chǎn)品做到‘三服務’。”談及項目的應用場景,徐佳誠表示,希望將來服務物流園區(qū)、公路和無人駕駛,可以針對園區(qū)內(nèi)分揀機器人設置無線充電車道,針對公路設置無線充電專用車道,為無人駕駛車輛提供充電解決方案。
據(jù)金瑞介紹,此前項目已申請國家發(fā)明專利3項、申請軟件著作權(quán)1項。
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