電動巴士未來可能不必等回到車廠才充電,而是在每次停站載客時,就順便補上一點電。

不過這項技術目前不是馬來西亞正在使用的公共交通系統,而是來自瑞士。ETH Zurich衍生公司Winduction正在開發一套把感應充電接收線圈整合進巴士輪胎與車輪系統的方案,希望讓電動巴士在日常營運途中,利用停靠巴士站的短暫時間持續補電。

這個概念和手機無線充電有點相似,但工程尺度完全不同。地面充電板會產生磁場,裝在車輪系統內的接收線圈再把能量傳送到車上的電池。

為什麼把線圈放進輪胎附近?

現有無線充電系統通常把接收線圈安裝在車底,但地面與車底之間有一定距離,距離越大,磁場傳輸的效率就越容易下降。

Winduction的做法,是把接收端移到更靠近地面的輪胎與車輪位置,大幅縮短地面線圈與車上接收線圈之間的距離。

ETH Zurich表示,目前這套系統從地面到車輛端的能量傳輸效率已超過90%。

Winduction電動巴士車輪感應充電測試
研究團隊正在巴士後輪位置測試感應充電接收系統。

這個數字需要特別說清楚:它指的是地面線圈到車輛接收端的傳輸效率,不等於整個“電網到電池”的總充電效率。實際系統仍會有電力電子設備、轉換器與電池充電本身的損耗。

普通巴士輪胎不能直接用

聽起來只要把線圈塞進輪胎附近就能運作,但真正的難題其實在輪胎本身。

一般重型巴士輪胎內部大量使用鋼帶強化結構,但鋼材遇上感應充電產生的磁場時,會吸收部分能量並轉化成熱。

這不只會降低充電效率,還可能讓輪胎溫度升高。

因此Winduction正與合作夥伴開發不使用傳統鋼帶的特殊輪胎,讓磁場可以更有效率地穿過輪胎結構,把電力傳到車上的接收線圈。

也就是說,這套系統並不是讓普通輪胎自己“發電”,而是必須搭配特別設計的輪胎、車輪線圈,以及安裝在巴士站地面的感應充電板。

只需兩個站裝充電板?

Winduction提出的其中一個使用情境,是讓巴士在營運途中反覆進行短時間補電,而不是一次充滿。

ETH Zurich以Zurich Airport至Oerlikon的一條路線作例子。這條路線共有24個站,如果採用Winduction的規劃,理論上只需要在其中兩個站安裝充電板。

根據其模擬,一輛巴士每天營運約16小時,累積的停站充電時間可以達到約3小時。相比之下,現有不少電動巴士主要依賴回到車廠後集中充電,停車充電時間可能長達約5小時。

如果巴士能在營運過程中不斷補電,車上就不一定需要搭載非常大的電池。

電池變小 車價與重量都有機會降低

這也是Winduction認為這項技術真正有商業價值的地方。

電池是電動巴士最昂貴、也最重的部件之一。如果路線本身能提供頻繁的短時補電,巴士就有機會使用較小容量的電池。

理論上,這可以降低車價和車重,也有機會減少輪胎與懸吊系統負擔,並騰出更多車內空間。

另外,巴士不必全部在夜間同時進行大功率充電,也能減輕車廠充電基礎設施以及電網尖峰負荷。

不過這些好處目前仍主要來自工程模型與可行性研究,並不是已經在大型商業車隊中驗證過的營運數據。

2028年才計畫第一次載客測試

Winduction目前正在瑞士Winterthur建立測試實驗室與專用測試巴士站,項目也獲得Swiss Federal Office of Transport以及Swiss Climate Foundation支持。

團隊的目標,是在2028年展開第一個實際載客營運測試,其中Zurich Airport周邊路線是目前正在討論的示範場景之一。

因此,這項技術距離大規模商業化仍有一段距離,包括特殊輪胎耐用性、地面充電板成本、道路施工、維修,以及不同車型之間如何標準化,都仍需要進一步驗證。

但如果測試成功,它提供的是另一種電動公共交通思路:不是一味把電池做得更大,而是讓巴士在本來就必須停下來的時間裡,一點一點把電補回去。

資料來源:ETH Zurich / Winduction