为EV无线充电（五）：问题是左右偏移

问题是左右偏移

　　我们于2011年1月期间在东京站南口设置了用于都营公交车的无线供电系统。地面上设置的一次线圈平坦无凸凹，另外，为了防止公交车从上面通过时被压坏，利用树脂混凝土进行了加固（图14）。

 
图14：埋入地面进行实证试验
在东京站南口设置了用于都营公交车的无线供电系统。为了在公交车从上面通过时不被压坏，线圈部分用树脂混凝土进行了加固。

　　不过存在的问题是，线圈与线圈相对位置的吻合性。尤其是电磁感应方式，位置的鲁棒性非常低。因此，如果位置吻合精度不能达到一定程度，效率就会下降。所以，面向都营公交车在道路上画了辅助线。因为没有辅助线的话，驾驶员很难对准位置。

　　日本交通安全环境研究所对存在多大偏差进行调查后发现，如果不采取任何措施存在120mm左右的偏移。电磁感应方式若偏移120mm，效率会大幅下降，几乎无法充电。

　　作为实际对策，除辅助线外还设置了确定轮胎位置的突起。由此，前后方向可以完全吻合。不过，左右方向还是存在偏移。

　　今后该如何解决左右方向的偏移呢？我认为还是利用磁共振方式比较好。在目前正开发的磁共振方式中，我们已经公开了能以60cm的缝隙供电1kW的系统，在实验室内实现了5kW左右的供电（图15）。

图15：正在开发中的磁共振方式无线供电系统
2009年演示了可向远处传输电力的系统（a）。放在旁边也可供电（b）。

　　60cm的缝隙基本与左右的位置偏移相同。我们公开的系统采用50cm见方的线圈，即使将该线圈设置在旁边，也可以完全无恙地供电。另外，即使横向偏移60cm也可充电。因此，高度方向有约30cm的缝隙、左右方向偏移30cm也可供电的系统并不是那么难实现的。

希望使行驶中供电实现实用化

　　关于行驶中供电，在约30年前的1982年，美国的“PATH（Partners for Advanced Transit and Highways）”计划采用电磁感应方式进行了实验。实验虽然取得了成功，但由于漏磁较大，因此未能实用化。

　　最近，韩国科学技术院（Korea Advanced Institute of Science and Technology，KAIST）正致力于为行驶中的汽车供电。最初采用的是使用1根连续供电线的轨道系统，存在漏磁的课题，今后将分割供电线，利用开关仅为车辆上来的部分供电，由此不但可进一步减轻磁场的影响，而且还能削减用电量。计划2011年内导入韩国首尔，还将在美国等地设置。

　　庞巴迪也制定了从2011年夏季开始在比利时洛梅尔（Lommel）设置1.2km左右的试验道路，为巴士充电的计划。

　　这些实证试验全部采用电磁感应方式。磁共振方式还需要继续进行技术开发。不过，在玩具领域磁共振方式已经实现了实用化。例如，图16是没有配备电池的“迷你四驱”。在跑道下方设置了磁共振线圈进行供电。在玩具中利用磁共振方式可以毫无问题地驱动汽车。

 
图16：在玩具中实现实用化的磁共振方式无线供电系统
在玩具中，磁共振方式无线供电系统已经实现产品化。照片是在2010年2月举行的“ENEX2010”上的演示行驶。

　　关于面向汽车的磁共振方式行驶中供电，我们正研究将来从壁面进行供电和从路面进行供电两种方式。壁面的设置性出色，但随着距离的变化，需要自动调整功能。而路面受距离变化的影响较小，但如果脱离地面设置的线圈轨道，就会无法充电。

2050年设置在高速公路上

　　为解决这个问题，我们通过NEDO推进了计划。在目前的计划中，预定2015年前后实施在十字路口前后25m的范围内6kW左右行驶状态下的供电实验（表3）。希望2020年之前实现250m左右的行驶中供电。另外，计划2030年前后面向上坡路等道路实施，2050年前后在高速公路上实施验证实验。

　　行驶中供电环境的建立成本因条件而大不相同，不过估计略微高于KAIST在电磁感应方式中估算的1.9亿日元/km即可。

　　巴士的运输能力是LRT的一半左右，但设置成本可较LRT大幅削减，而且能获得不逊色于LRT的费用效果比。