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EV無線充電的發展與未來
隨著全球2050淨零排放的承諾，各個國家不斷致力於再生能源的發展，以瑞典為例，其做出「零化石燃料計畫」，並規劃2030年完成目標。其中，EV的普及與充電設施技術的發展更是關鍵要點。
若充電設施操作更方便，無需插槍，只要停好車就可以開始充電，是不是聽起來跟手機無線充電一樣簡單呢? 這聽起來挺吸引人的，對吧。也因此除了實體充電樁之外，EV無線充電的發展也是值得關注的。
(一) EV無線充電技術(Wireless Power Transfer，簡稱WPT)
1. EV靜止狀態定點充電
Source：Wikimedia Commons (visit the website)
Source：Volvo Car Global Newsroom (visit the website)
透過在一定範圍的地面，設置路面感應裝置，或是鋪設導體迴路在路面下，再從電網供電到導體迴路，形成電磁場。當配備有接收器版的電動車輛，在特殊設計的地面上，即可利用磁感應原理將能量傳輸至電動車的接收板，以達到充電的目的。
目前充電常見的頻率可以從 30 kHz～30 MHz之間變動，這個頻率遠低於日常生活中的無線電頻率(700 MHz~3,500 MHz)，不會直接傷害電池芯，也不會被空氣、水分、水泥、木頭、塑膠等非金屬物質影響，即使遇到人體，也會直接穿越而不造成任何傷害。
如果視覺辨識感測器偵測到電磁場中有金屬物件的阻擋，感測器就會發出警告，並自動中止充電程序，以免產生意外。
2. EV駕駛狀態充電
EV車主最怕的是開車開到快沒電，還找不到充電樁! 有了無線充電道路的技術發展，除了多元的充電方式，更能安心駕駛。
Source：Electreon Media Kit (visit the website)
Source：Electreon Media Kit (visit the website)
這對於長途電動公車、電動卡車的推廣會是很大的助力，原本需要大型電池的長途電動車輛，可裝配更小的電池以節省成本。透過公路無線充電，駕駛車輛的同時也在充電，減少停車充電的次數，節省時間，更提升整體經濟效益。
(二) 應用瓶頸
1. 能量傳輸效率較低、功率限制
從手機充電可以觀察到，有線充電的速度比無線感應充電的速度快。電動車定點的無線充電，目前最大的問題在於無線充電能量傳輸的效率較低，包括氣候、路面狀況、(路面與感應系統的)材料選用、鋪設範圍等皆會影響充電效率，且充電功率上也有所限制，目前還無法達到快速充電的高功率水平。
2. 成本
無線充電設備的製造和安裝成本較高，這可能會增加車輛和基礎設施的總成本。如果現有車輛和停車場要增加無線充電設施，會涉及額外改造、改裝的相關費用。
3. 標準化
EV的無線充電技術尚未完成統一標準，不同廠商發展的技術可能存在兼容性的問題。
(三) 移動式無線充電 案例分享
公路貨運佔全球年度石油消耗量的近五分之一，實現無化石交通目標的解決方案是電動道路，在車輛行駛時為車輛進行無線充電。
Source：Smart City Sweden (visit the website)
1. 瑞典-整條馬路都是我的充電站!
2018年瑞典在首都斯德哥爾摩市郊建置全球首創的「無線充電公路」，該計畫稱為Smartroad Gotland (SRG) 計畫，由Electreon AB與合作夥伴聯盟一同合作，並於2023年9月竣工。總路線長達1.6公里，為世界上第一條用於重型車輛的公共無線感應電動道路。2022年於觀光勝地「哥特蘭島(Gotland)」展開專為卡車和巴士的無線充電馬路進行測試，並於同年6月展開平穩、持續的商用車運營。
該技術經過了四年(2019-2023)惡劣氣候的嚴格測試，當地的客運班車以及重型卡車，只要加裝接受器，上路就能輕鬆充電。透過計畫，當地大幅減少交通對化石燃料的需求。
Sources：Smartroad Gotland (visit the website), Electreon (visit the website), Smart City Sweden (visit the website)
2. 以色列-無線充電道路成為現實
ElectRoad為以色列的新創公司，總部位於凱撒利亞 (Kaysaria)，2017年時獲得以色列政府的同意，在特拉維夫(Tel Aviv)的公路上進行實際的無線充電道路的測試，計畫安裝一條公共巴士路線。該路線將道路上的柏油挖空，並置入充電用的銅板，這些銅板會連接道路旁的轉換器，提供巴士所需的電力。該路線長約半英里，並於 2018 年開通。
Source：ElectRoad (visit the website)
Source：ElectRoad Media Kit (visit the website)
在當時，技術僅限於用在公車上，因為這樣的充電方法也需在車輛上增加銅板，但對於體積較小的轎車來說會有些困難。
Source：Scientific American (visit the website)
3. 美國-越開越多電
2023年美國密西根州交通部與Electreon公司合作，在底特律推出一條充電道路，不管EV是在行駛或塞車待停的情況，皆能無線充電。密西根州州長表示，該計劃及其他基礎建設將有利於密州保有汽車科技及產業永續之優勢。在2023年的實測中，結果顯示駕駛一輛福特E-Transit純電廂型車在這條路上，行進中的充電功率可以高達16kW! 該充電公路地點週遭約有60多間的汽車科技相關公司，期望此公路成為充電公路測試場域，也同時進行充電設備的壓力測試，使相關的技術發展能夠更加成熟。類似該道路的計劃將有助密州於2050年達成碳中和目標，並預計於2030年達200萬輛電動車在路上行駛之目標。
印第安那州也在2024年4月展開52號高速公路建立EV無線充電試點計畫，由普渡大學(Purdue University)與印州發動機製造商康明斯公司(Cummins Inc.)共同合作，使配有特殊接收器的車輛行駛在時速65英里(約時速近105公里)以下時，可進行無線充電，並預計於2025年夏天完成建造。若計畫成功，將能推進長途卡車電動化的發展，除了可配備較小的電池，進而降低成本與節省額外停車充電的時間。
Sources：BBC News (visit the website), TITA News (visit the website), Taiwan-U.S. Business Alliance News (visit the website)
