為EV無線充電（五）：問題是左右偏移

問題是左右偏移

　　我們于2011年1月期間在東京站南口設(shè)置了用于都營公交車的無線供電系統(tǒng)。地面上設(shè)置的一次線圈平坦無凸凹，另外，為了防止公交車從上面通過時(shí)被壓壞，利用樹脂混凝土進(jìn)行了加固（圖14）。

圖14：埋入地面進(jìn)行實(shí)證試驗(yàn)
在東京站南口設(shè)置了用于都營公交車的無線供電系統(tǒng)。為了在公交車從上面通過時(shí)不被壓壞，線圈部分用樹脂混凝土進(jìn)行了加固。

　　不過存在的問題是，線圈與線圈相對位置的吻合性。尤其是電磁感應(yīng)方式，位置的魯棒性非常低。因此，如果位置吻合精度不能達(dá)到一定程度，效率就會下降。所以，面向都營公交車在道路上畫了輔助線。因?yàn)闆]有輔助線的話，駕駛員很難對準(zhǔn)位置。

　　日本交通安全環(huán)境研究所對存在多大偏差進(jìn)行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，如果不采取任何措施存在120mm左右的偏移。電磁感應(yīng)方式若偏移120mm，效率會大幅下降，幾乎無法充電。

　　作為實(shí)際對策，除輔助線外還設(shè)置了確定輪胎位置的突起。由此，前后方向可以完全吻合。不過，左右方向還是存在偏移。

　　今后該如何解決左右方向的偏移呢？我認(rèn)為還是利用磁共振方式比較好。在目前正開發(fā)的磁共振方式中，我們已經(jīng)公開了能以60cm的縫隙供電1kW的系統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)實(shí)現(xiàn)了5kW左右的供電（圖15）。

圖15：正在開發(fā)中的磁共振方式無線供電系統(tǒng)
2009年演示了可向遠(yuǎn)處傳輸電力的系統(tǒng)（a）。放在旁邊也可供電（b）。

　　60cm的縫隙基本與左右的位置偏移相同。我們公開的系統(tǒng)采用50cm見方的線圈，即使將該線圈設(shè)置在旁邊，也可以完全無恙地供電。另外，即使橫向偏移60cm也可充電。因此，高度方向有約30cm的縫隙、左右方向偏移30cm也可供電的系統(tǒng)并不是那么難實(shí)現(xiàn)的。

希望使行駛中供電實(shí)現(xiàn)實(shí)用化

　　關(guān)于行駛中供電，在約30年前的1982年，美國的“PATH（Partners for Advanced Transit and Highways）”計(jì)劃采用電磁感應(yīng)方式進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)雖然取得了成功，但由于漏磁較大，因此未能實(shí)用化。

　　最近，韓國科學(xué)技術(shù)院（Korea Advanced Institute of Science and Technology，KAIST）正致力于為行駛中的汽車供電。最初采用的是使用1根連續(xù)供電線的軌道系統(tǒng)，存在漏磁的課題，今后將分割供電線，利用開關(guān)僅為車輛上來的部分供電，由此不但可進(jìn)一步減輕磁場的影響，而且還能削減用電量。計(jì)劃2011年內(nèi)導(dǎo)入韓國首爾，還將在美國等地設(shè)置。

　　龐巴迪也制定了從2011年夏季開始在比利時(shí)洛梅爾（Lommel）設(shè)置1.2km左右的試驗(yàn)道路，為巴士充電的計(jì)劃。

　　這些實(shí)證試驗(yàn)全部采用電磁感應(yīng)方式。磁共振方式還需要繼續(xù)進(jìn)行技術(shù)開發(fā)。不過，在玩具領(lǐng)域磁共振方式已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了實(shí)用化。例如，圖16是沒有配備電池的“迷你四驅(qū)”。在跑道下方設(shè)置了磁共振線圈進(jìn)行供電。在玩具中利用磁共振方式可以毫無問題地驅(qū)動(dòng)汽車。

圖16：在玩具中實(shí)現(xiàn)實(shí)用化的磁共振方式無線供電系統(tǒng)
在玩具中，磁共振方式無線供電系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化。照片是在2010年2月舉行的“ENEX2010”上的演示行駛。

　　關(guān)于面向汽車的磁共振方式行駛中供電，我們正研究將來從壁面進(jìn)行供電和從路面進(jìn)行供電兩種方式。壁面的設(shè)置性出色，但隨著距離的變化，需要自動(dòng)調(diào)整功能。而路面受距離變化的影響較小，但如果脫離地面設(shè)置的線圈軌道，就會無法充電。

2050年設(shè)置在高速公路上

　　為解決這個(gè)問題，我們通過NEDO推進(jìn)了計(jì)劃。在目前的計(jì)劃中，預(yù)定2015年前后實(shí)施在十字路口前后25m的范圍內(nèi)6kW左右行駛狀態(tài)下的供電實(shí)驗(yàn)（表3）。希望2020年之前實(shí)現(xiàn)250m左右的行駛中供電。另外，計(jì)劃2030年前后面向上坡路等道路實(shí)施，2050年前后在高速公路上實(shí)施驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。

　　行駛中供電環(huán)境的建立成本因條件而大不相同，不過估計(jì)略微高于KAIST在電磁感應(yīng)方式中估算的1.9億日元/km即可。

　　巴士的運(yùn)輸能力是LRT的一半左右，但設(shè)置成本可較LRT大幅削減，而且能獲得不遜色于LRT的費(fèi)用效果比。