美国普渡大学(Purdue University)研究团队宣布:在美国首次实现“重型电动卡车在高速行驶状态下被公路无线充电”。测试发生在美国印第安纳州西拉法叶(West Lafayette)的一段试验性公路上——由美国印第安纳州交通运输厅(Indiana Department of Transportation,INDOT)建设的四分之一英里(约0.4公里)混凝土路段,位于U.S. Highway 52/U.S. Highway 231。团队称,该路段在卡车以65英里/小时(约105公里/小时)行驶时,向车辆稳定输送了190千瓦功率,这一量级已接近重卡实际运营所需的高功率补能水平。
从技术机理看,这套方案可视为“把无线充电板做进公路”。系统在混凝土路面内部嵌入发射线圈(transmitter coils),通电后形成磁场;车辆底部安装接收线圈(receiver coil),在通过充电路段时以电磁感应方式获取能量并回充电池。报道指出,普渡大学的设计重点之一,是把高功率传输能力与高速工况结合:与手机无线充电类似的原理,在“更大空气隙、更高速、更高功率(远超消费电子)”的约束下要保持耦合效率、温升和电磁兼容,难度显著提升。普渡大学电气与计算机工程教授Dionysios Aliprantis在校方材料中表示,通过磁场在相对更远距离传输功率本就困难,而“更具挑战的是让一辆重型车辆在移动中、以比手机高出数千倍的功率水平接收能量”。
在重卡场景中,“功率尺度”往往决定技术能否落地。普渡大学电气与计算机工程Edmund O. Schweitzer III讲席教授Steve Pekarek用更直观的方式解释:约200千瓦的功率规模“相当于大约一百户家庭的用电量”,用以强调该方案与以往低功率无线充电试验的差别。
值得关注的是,研究团队并未把系统限定在“只服务重卡”。普渡大学研究助理教授Aaron Brovont表示,这是一套“从最重级别卡车一直到乘用车都可适配”的系统;其逻辑是:只要满足重载高速所需的高功率区间,向下兼容更低功率车辆相对容易。普渡大学在材料中进一步解释,其他方案曾设想让大车辆通过“多组低功率接收线圈”来凑足功率,而普渡大学的设计强调用“单一接收线圈总成”布置在牵引车下方,减少系统复杂度与集成难度。
为何优先从重卡入手?校方给出的理由既有工程也有经济维度:一方面,长途运输对续航与载重极敏感;如果高速路能够“补能维持电量”,车辆可用更小的电池包达成运营目标,从而减轻重量、提升载货能力,并降低电池成本。普渡大学土木与建造工程教授John Haddock指出,公众对电动车的两大顾虑是“里程焦虑”和“成本”,而成本中很大一部分来自为了实现250—300英里续航而不得不配置的大容量电池。另一方面,材料援引美国交通统计局数据强调:在货运方式中,卡车运输对经济贡献度突出,若重卡电动化成本下降,或更容易吸引对“公路电气化”基础设施的投入。
从产业协作结构看,这并非单一高校实验室项目。除INDOT提供道路测试条件外,美国康明斯公司(Cummins Inc.)提供了原型Class 8纯电牵引车,并参与将接收端与车辆电池管理系统集成;普渡大学还与美国AECOM公司(AECOM)、美国怀特建设公司(White Construction, Inc.)以及美国PC Krause and Associates公司(PC Krause and Associates, Inc.)在系统开发与实施环节开展合作。普渡大学土木与建造工程教授Nadia Gkritza评价称,这一突破表明“大型商用车辆无线供能不仅在技术上可行,也可能成为可扩展的现实方案”。
商业化的关键仍在“全寿命成本”。普渡大学工程学院在相关材料中披露,团队经济性分析认为:若以与柴油卡车对比,系统在电能成本约32美分/千瓦时处具备“盈亏平衡”的财务可行性;其研究还提出,通过优先覆盖主要运输走廊,“只电气化约3%的道路网络”也可能在控制基础设施成本的前提下支撑更广泛的电动车采用。需要说明的是,这些数字更多是“路线图式”的测算结论,距离各州交通主管部门的预算决策、施工组织、运维体系与电网接入成本核算,仍有较长落地路径。
标准化同样是下一阶段的“门槛”。该团队在验证技术的同时,正在推动建立“电气化公路”的行业标准;普渡大学也明确指出,相关标准有望促进产业采用,进而让各州道路管理方具备评估投资的共同技术语言。放到更大的产业背景下,汽车无线充电领域已有美国汽车工程师学会(SAE International)的相关体系,例如SAE J2954/2面向重型车辆的无线功率传输规范讨论,但“在公路高速、车辆运动中持续供能”的工程边界更复杂,涉及车路协同、互操作性、电磁环境与安全评估等系统问题,行业标准与监管框架需要与试点数据一起迭代。
对物流与干线运输行业而言,这次试验的意义不在于“马上替代现有充电桩”,而在于把一个长期存在的设想——让公路成为能源基础设施的一部分——推进到可被量化讨论的工程样机阶段:明确了高速工况下的功率等级(190kW@65mph)、给出了可施工的道路实现方式(混凝土内嵌线圈与车载接收端集成),并把成本、标准与多方协作这些“非技术变量”拉回到同一张路线图上。接下来,这类方案能否从“示范段”扩展到“走廊级”,核心仍将取决于成本曲线、标准成熟度以及公路与能源系统的协同治理能力。
中叉网观察
从重卡高速无线充电试验来看,“把能量嵌入道路/场地基础设施”的思路一旦工程化成熟,将为工业车辆(叉车)打开更具想象力的补能路径。与干线重卡相比,叉车的优势是作业区域相对封闭、路线重复、速度较低、停车与通行节点高度可控,更适合先行导入“固定点位或短距离动态无线充电”——例如在装卸口、月台前沿、拣选通道入口、坡道等待区、交叉口减速带、牵引车/AGV共享通道等位置,把线圈模块嵌入地面或钢结构板,实现车辆经过即补能。这样做的潜在收益不只是“省去插枪时间”,更关键在于把机会充电从“人为动作”变成“流程自带”,从而允许车队使用更小电池、降低整车重量与采购成本,并在高频多班制场景中提升可用率与调度弹性。与此同时,叉车场景对电磁兼容、安全冗余、地坪耐久与维护便捷性要求更高,且现场多品牌车辆共存,互操作标准、改装一致性与全寿命成本核算将决定其真正扩散速度。总体而言,该技术若能在港口堆场、汽车工厂、冷链仓库等“强组织化”场景完成示范闭环,将具备向更广泛工业园区复制的现实前景。

