”最早2011年,最迟2013年将使基于OLEV的电动公交车在新行政城市世宗和首尔实现实用化”————韩国科学技术院(Korea Advanced Institute of Science and Technology,KAIST)教授In-Soo Suh的话语铿锵有力。OLEV是On-Line Electric Vehicle的简称。IPT(Inductive Power Transfer,采用电磁感应方式的非接触供电)方式的电动汽车在韩国被称为OLEV。这是一种在道路中埋设线圈产生电磁波,并利用移动体一侧的线圈将其转换为电力的技术。
KAIST是隶属韩国教育科学技术部管辖的教育研究机构,位于首尔市以南约150km的大德科技园(DaeDeok-valley)内。除了两所研究生院和4个学部13个学科的大学之外,还拥有10座研究所和29个研究中心,学生人数约为7160人(其中博士生约为2400人)。在韩国百姓之间,KAIST被称为”天才集团”。
集中研究OLEV
韩国的EV开发远远落后于各发达国家。Suh称,”针对基础设施、法律法规、充电电池的价格和性能等导致韩国未能普及EV的原因,2年前就与相关各方进行了讨论。最终决定集中力量研发OLEV”。在之后的2009年1月,总统李明博宣布将为”绿色新政推进方案”实施总额相当于2900亿元人民币的财政支援,研究由此获得了动力(图1)。2009年6月,教育科学技术部正式下达预算,Suh教授率领的80人研究团队开始全面行动。
图1:试乘OLEV的李明博总统
在KAIST占地内行驶的、由高尔夫球车改装的演示车。前排左侧为李明博总统。照片拍摄于2009年2月。
线圈间隙为200mm时的效率为82%
2009年7月KAIST开始在大型公交车上实施行驶测试(图2)。道路中埋设的1次线圈采用宽1.2m的”单轨”(Mono Rail)配置形式,线圈间隙为170mm、效率为72%。车辆一侧的2次线圈的输出功率为6kW。2009年8月导入了SUV实验车。1次线圈采用宽0.8m的”双轨”(Dual Rail)配置形式,线圈间隙为170mm、效率为71%,输出功率达到了15kW。
另外,2009年12月在大型公交车上的实验中,1次线圈采用宽0.8M的双轨式,线圈间隙为200mm,效率达到了80%,输出功率实现了20kW。目前,该公交车的2次线圈输出功率提高到了75kW(联装了5个15kW的单元),线圈间隙为200mm,效率达到82%,实现了世界最高水平的性能。
2010年3月KAIST开始在首尔市南部的主题公园”首尔大公园”试运行OLEV有轨电车(图3)。在2.2km的路线中的4个位置合计设置了372.5m(整体的16%)的供电区。线圈间隙为130mm时的效率为74%,2次线圈的输出功率为60kW(串联装配了4个15kW的线圈)。
有轨电车共有4节车厢,重1900kg。配备有额定输出功率为240kW的交流马达,时速40km。在供电区间以外的区域,利用配备的24.8kWh容量锂聚合物充电电池(韩国Kokam生产)的电力行驶。
图2:OLEV的大型公交车
即使与路面的间隙扩大至200mm,也实现了超过80%的送电效率。下图为在KAIST统管OLEV项目的In-Soo Suh(左)和组长Heung-ReolLee(右)。
图3:在首尔大公园行驶的OLEV有轨电车
埋设的电源装置(右)为宽800mm×深350mm,混凝土中埋设了电源线和铁氧体涂层材料。供电区间包括长度为122.5m的三个位置和长度为5m的一个位置。占总行驶距离的16%左右。在此之外的区间利用配备的锂聚合物充电电池供应的电力行驶。
令人吃惊的实力
笔者采访完KAIST后,拜访了在昭和飞行机统管IPT业务的特殊车辆统括部EVP业务室技术长高桥俊辅,听取了他对KAIST实力的评价。高桥曾于2009年9月底与来访日本的KAIST研究人员交换过意见。
高桥表示,”KAIST的技术在仅仅2年的时间里就达到了这种程度非常厉害。尤其是以间隙超过120mm的水平实现了实用化更是令人吃惊”,之后他又继续说到,”不过,KAIST的介绍中也有几个疑点”。
第一个疑点是关于电磁辐射量。ICNIRP(国际非电离辐射防护委员会)规定,射入人体的磁束密度不得超过6.25μT。高桥称,KAIST介绍说1次线圈的频率为数10kHz,如果是这样的话就很有可能超过6.25μT。但在KAIST的资料中记载,包括实验车辆在内,地面高度为1.75m时的磁束密度为50mG以下(50mG相当于5μT)。
第二个疑点是,KAIST称”日本与韩国的电波法基本相同”。日本的电波法第100条规定,1次线圈一侧的最大频率为10kHz以上、输出功率为50kW以上时,需要向法务大臣申报,所以在日本实际上很难设置大功率线圈。
第三个疑点是,从道路表面到埋设的1次线圈之间的深度。日本规定,高压电缆的埋设深度在车道上为1.2m以上,在人行道上为0.6m以上。但KAIST的电缆有的埋设在距离道路表面60mm处,电缆的耐久性等可能会发生问题。(未完待续)
(编辑:李艳娇)
来源:技术在线
作者:综合报道
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