靠车轮充电的公交车，一项瑞士项目

公交车的充电直接来自车轮，从而减少了在车辆停放处进行夜间充电所需的时间，并且可以使用更小的电池，这在节省车辆空间、重量和成本方面具有优势。该项目起源于瑞士，由ETH Winduction的衍生公司Winduction开发，他们设计了一种可在车辆停靠站时主动充电的无线充电系统。

从轨道充电到车轮充电

在行驶过程中分次进行充电并非全新概念：欧洲乃至意大利已经在使用受电弓，西班牙我们也参与了阿尔斯通的感应充电演示（视频在此），此外还有其他多种解决方案。现在瑞士人也提出了这一创意，即将线圈从车底移到车轮上。

瑞士的研究人员从一个关键问题出发：大多数电动公交车都在夜间在停车场充电，而白天则要携带沉重的电池出行，这种方式成本很高。更何况，白天利用可再生能源更为便捷。让我们看看作者们描述的解决方案：“这款略显过时的公交车后轮放置在一个大小与购物车相当的平台上。此时，公交车的电池就开始充电了——电量从10%上升到20%、30%，指示器持续上升，而车辆与平台之间并没有任何连接线。”这是Winduction三位创始人Sonam Bhuka、Sylvain Fricker和Laurin Schwitter的说法。

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除了我们从手机到电动汽车所举的例子之外，感应充电方案也在不断得到应用。不过据那家瑞士公司称，这种技术存在效率问题，而在公交车上的表现比在汽车上更为明显。他们指出“一个重大缺陷”在于“道路与车辆底盘之间的距离相对较大，且因车型不同而有所差异。在感应充电系统中，这一距离是一个关键因素，因为能量传输效率会随着距离的增加而下降”。

最初的创意，或许也是最有效的方案：轮胎始终与道路接触

“在任何车辆上，唯一始终与地面接触的部件就是车轮，”ETH大学毕业生、这家初创公司的技术负责人西尔万·弗里克解释道。正是这一简单的观察引发了该公司的命名灵感：Winduction即wheel-based induction，意为基于车轮的感应技术。

该技术通过磁耦合线圈系统实现工作。第一组感应线圈安装在道路表面的板中，与电网相连，能够产生磁场。另一组线圈则集成在专门设计的轮胎中，当公交车停下时捕获能量并将其传输到车辆的电池中。

“通过将线圈置于轮子内部，我们缩短了道路与底盘之间的长距离传输路径，”弗里克尔解释道。据研究人员称，从地面到车辆的Winduction系统效率可超过90%：换言之，输入到电池板中的能量仅有不到10%会散失。“由于我们的技术即使在短暂充电期间也依然有效，公交车可以使用更小的电池，从而在采购和运营成本上大幅降低，”这位ETH大学毕业生补充道。

为实现目标还需在轮胎方面进行改进

Winduction这个想法很吸引人，但要将其付诸实践还有许多工作要做。普通公交车的轮胎内含有钢带以保持稳定性，但这种钢材会与磁场发生反应，导致大部分能量转化为热量，而非传递给电池。

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该公司首席执行官Schwitter解释说：“为让我们的系统正常运行，我们正在与多家合作伙伴共同开发一种完全不含钢材的全新轮胎。”虽然需要投入资金，但这些初创企业认为：“尽管这种改良会使单个轮胎的成本上升，但在公交车整体采购和运营成本中，这一增幅几乎可以忽略不计。”

节省成本并减轻对电网的压力

根据Winduction的计算，总成本可能会大幅降低。创始人们对苏黎世机场与厄利孔区之间的路线进行了测算。“我们的分析显示，与在充电站充电相比能节省大量费用。具体节省幅度取决于行驶路线。目前我们正在与公共交通运营商合作进行可行性研究，以确定具体的节省金额”，Schwitter解释道。

让我们来看看其优势：电池容量较小的公交车成本更低，且能搭载更多乘客。此外，Winduction的地面充电板相比传统充电设施也相对便宜。另一个好处是公交车可以在白天反复充电。在苏黎世机场与厄利孔之间的线路上，24个停靠点中仅有2个需要安装充电板，这样在16小时的运营时间内，公交车就能累计获得约3小时的充电时间。这也能减少所需备用车辆的数量。

目前该线路使用的电动公交车会在夜间同时在车库充电5小时，其所需电力远高于Winduction系统。随着光伏技术的发展，白天的电力成本日益降低，因此更低的能耗在未来将显得更为重要。同时，由于无需在夜间同时为所有公交车充电，电网的负荷峰值也会降低，进一步节省成本。不过在这方面，这一理论并不令人信服，因为目前电动车辆仍属于少数，且其使用成本更低。

2028年首个试点项目

ETH Winduction的衍生项目目前正在联邦交通局和瑞士气候基金会的支持下建设一个逼真的测试基础设施。该项目包括一个测试实验室以及一个专用的试验站。施维特强调：“我们的目标是尽快打造出完全改造后的电动公交车，使其能够在我们私人测试区域之外使用。”

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创始人计划于2028年启动首个试点项目。他们正在与瑞士多家公共交通运营商进行谈判。例如苏黎世机场周边地区，公交车将在实际运营环境中接受测试，并首次载客运行。

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