據(jù)參與該項(xiàng)目的研究人員稱(chēng)，中國(guó)科學(xué)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種方法，可以在磁懸浮列車(chē)懸浮運(yùn)行時(shí)向其無(wú)線(xiàn)傳輸電力。高速原型列車(chē)在測(cè)試運(yùn)行期間達(dá)到了前所未有的效率。
1.中國(guó)成功開(kāi)發(fā)無(wú)線(xiàn)電力傳輸系統(tǒng)，傳輸效率達(dá)92.4%
一部智能手機(jī)無(wú)線(xiàn)充電器的能效約為50%。根據(jù)最近的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用路邊發(fā)射器給行駛中的電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)，有近80%被浪費(fèi)了。然而在中國(guó)的東部城市青島市，有一輛磁懸浮列車(chē)可以從軌道上的傳輸線(xiàn)圈吸收強(qiáng)大的電力，效率最高可達(dá)92.4%。該列車(chē)的最高時(shí)速可達(dá)600公里/小時(shí)。
圖源：中車(chē)株洲機(jī)車(chē)有限公司
中車(chē)青島四方的首席項(xiàng)目科學(xué)家吳東華在《西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)》上發(fā)表的一篇論文中說(shuō)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于過(guò)去幾十年世界各地科學(xué)家和工程師的廣泛研究和實(shí)驗(yàn)，無(wú)線(xiàn)電力傳輸技術(shù)現(xiàn)在“在軌道交通中是可行的”。
在高速磁懸浮技術(shù)中，電源一直是一個(gè)重大的技術(shù)挑戰(zhàn)。雖然火車(chē)是靠磁力向前行駛的，但車(chē)上的許多設(shè)備都需要電力。不過(guò)電池作為電源來(lái)說(shuō)太大太重，電線(xiàn)無(wú)法承受以極快速度與電源線(xiàn)接觸所產(chǎn)生的熱量和磨損。
在日本和德國(guó)，直線(xiàn)電機(jī)是懸浮列車(chē)上一種傳統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)供電方式，它可以通過(guò)直接從磁驅(qū)動(dòng)力中獲取能量來(lái)高速發(fā)電。但據(jù)一些人估計(jì)，在列車(chē)和鐵軌之間狹窄的縫隙中發(fā)生的電湍流可能會(huì)使電力傳輸效率降低50%以上。當(dāng)火車(chē)?？吭谲?chē)站時(shí)，直線(xiàn)電機(jī)不能產(chǎn)生任何電力。
吳的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的無(wú)線(xiàn)電力傳輸系統(tǒng)可以看作是感應(yīng)爐。他們的系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以將直流電轉(zhuǎn)換成磁場(chǎng)，并將銅線(xiàn)圈連接到鋼軌側(cè)面。當(dāng)列車(chē)經(jīng)過(guò)帶電線(xiàn)圈時(shí)，底部的天線(xiàn)穿過(guò)磁場(chǎng)，在感應(yīng)的物理過(guò)程中產(chǎn)生電能。
2.新技術(shù)可為列車(chē)提供170千瓦以上的電力
不過(guò)，要在現(xiàn)實(shí)生活中實(shí)現(xiàn)這一想法并不容易，因?yàn)轭~外的磁場(chǎng)可能會(huì)干擾驅(qū)動(dòng)火車(chē)前進(jìn)的磁力。相當(dāng)大比例的磁能也會(huì)泄漏到環(huán)境中，從而降低其整體效率。
為了克服這些障礙，吳和他的同事表示，他們將專(zhuān)注于一些經(jīng)常被忽視的小細(xì)節(jié)，如發(fā)射線(xiàn)圈的布線(xiàn)方法和接收天線(xiàn)的形狀，并提出了以前從未嘗試過(guò)的設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在，他們的新技術(shù)可以在任何速度下為列車(chē)提供超過(guò)170千瓦的電力，超過(guò)了單節(jié)車(chē)廂原型的電子硬件要求。
給時(shí)速600公里的列車(chē)充電的難點(diǎn)在于給線(xiàn)圈通電，這至少需要1秒鐘的時(shí)間。對(duì)此，吳的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的一個(gè)線(xiàn)圈長(zhǎng)度超過(guò)20米，火車(chē)不到一眨眼就能通過(guò)。
除此之外，該技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用中還需要一個(gè)極其強(qiáng)大和精確的控制系統(tǒng)，以便在列車(chē)到達(dá)前打開(kāi)線(xiàn)圈，然后在列車(chē)通過(guò)后關(guān)閉線(xiàn)圈，否則整體效率將顯著降低。
無(wú)線(xiàn)電力傳輸?shù)南敕ㄒ呀?jīng)存在了一個(gè)多世紀(jì)，中國(guó)算是該領(lǐng)域的后來(lái)者，但近年來(lái)國(guó)家政府在開(kāi)發(fā)該技術(shù)上投入了大量資金。據(jù)悉，超高壓電網(wǎng)中的一些監(jiān)控設(shè)備已經(jīng)采用了無(wú)線(xiàn)供電。中國(guó)的研究人員也正在開(kāi)發(fā)新技術(shù)，從而建造一座天基太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)，通過(guò)微波或激光束就將能量傳輸?shù)降孛妗?/p>
