充電僅10分鐘,「EV2.0」動態無線供電趨於實用化

 

刊登日期:2025/3/10
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范淑櫻 編譯
 
電動車(EV)行駛中從路面進行無線供電之「動態無線電力傳輸(Dynamic Wireless Power Transfer; DWPT)」系統,自2007年基礎技術-耦合磁共振技術引起廣泛關注以來,日本企業、大學持續投入研發、實證實驗達十多年。現已於2023年開始公路實證實驗,並成立產學聯盟,實用化的步伐正在加快。日本國土交通省也在2024年3月宣布將制定道路管理者實施指南,DWPT技術在日本道路的實用化將成為現實。
 
一掃日漸顯著的充電問題
隨著日本政府積極擴大電動車的普及以實現碳中和,與電動車充電相關的各種問題亦陸續顯露。例如充電時間長降低了電動車的便利性,亦是阻礙其普及的要因之一。此外,充電基礎設施仍顯不足,在日本高速公路服務區等場所已經開始出現長假後的返程高峰時段即使想充電也無法立即充電的「充電擁堵」狀況。經濟產業省也意識到這些問題,並從2023年開始加速推動充電基礎設施擴建、進一步提高便利性等措施。然而,許多人對於這些措施能否從根本解決電動車問題仍存疑。於此之際,DWPT做為一項可望消除充電問題的技術急速浮現。
 
DWPT有其優勢,當然也有待解決的課題(圖一),其中一項即是需要設置從路面內部或周邊輸送電力的送電裝置。Nikkei XTECH根據採訪推估,日本全國各地道路的工程建設預計耗資約7兆日圓。另一方面,由於車輛在行駛時可以從道路接收電力,因此無須前往充電站充電,長距離移動將不再有續航焦慮。而一般家庭住宅亦無須設置充電座,即使居住在公寓大樓也可更容易使用電動車,這將消除電動車普及擴大的主要障礙。此外,DWPT也適用於近年成為熱門話題的自動駕駛。
 
圖一、插電式充電與DWPT的特徵比較
圖一、插電式充電與DWPT的特徵比較
 
可望大幅削減電池容量
DWPT的優點不僅於此。由於可持續地從道路接收電力,藉此可望大幅減少電動車中積載的蓄電池容量。若能減少大部分原料仰賴海外進口之鋰離子電池(LiB)的利用量,亦將能降低地緣政治風險。
 
此外,電動車價格也將變得更便宜。近年來,搭載了100 kWh甚至更多蓄電池的電動車漸增,若能減少至40 kWh,假設蓄電池成本為5,000~1萬日圓/kWh,每輛電動車將可便宜30~60萬日圓,且車輛重量減輕約300公斤。另有部分研究人員認為何止40 kWh,甚至可以降低至10 kWh以下,或是以電容器取代。
 
計入電池成本時DWPT占優勢
如上所述,預估2030年日本全國高速公路與一般道路的DWPT基礎設施建設成本約為7兆日圓,而插入式充電的成本約為1.1兆日圓。即使日後需要增設充電站,成本隨之增加,但乍看之下插入式充電的基礎設施成本似乎較低。
 
然而,插入式充電仍有其不易察覺的額外成本。假設未來日本8,000萬輛汽車全部為插電式電動車,且每輛電動車的平均電池容量為100 kWh,則電池總成本約為40兆日圓。另一方面,如果DWPT普及,電動車(容量40 kWh)成本約為16兆日圓。差額24兆日圓可以說是 ---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

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