毋庸置疑,一切科技的进步都是为了服务人类的“懒惰”!不想做家务?没问题,发明一个扫地机器人;懒得自己开车?Ok,搞一个无人驾驶吧;电动汽车要自己动手充电太麻烦?好的,那就弄个无线充电吧.....
没错,汽车充电少了一个插播动作,对于像我这种“懒癌”晚期的人来说,都能提升巨大的幸福感!这或将成为新一代汽车的黑科技。
这对整个行业来说都是一个利好消息。
对于新能源汽车企业来说,充电难一直是困扰行业发展的问题。车商大佬们都在想办法去解决,如北汽新能源运用众筹模式建立了一大批充电桩,特斯拉则推出免费勘测、安装家用充电桩等等。
传统的充电方式似乎无法跟上电动汽车快速增长的需求,现在已经成为制约电动汽车发展的最大瓶颈之一。
但是,最近无线充电技术成为了新能源汽车界中的“新网红”,新颖的充电方式再次成为各家工程师技术攻克的又一方向。
无线充电相比于充电桩等传统的充电技术,还是有不少明显的优势的:
1. 安全性高。无线充电技术安全性相对来说比较高,因为它没有外露的连接器,避免漏电、跑电等安全隐患,不用担心“用生命在充电”的情况发生在自己身上。
2. 空间利用效率高。无线充电设备是贴地面安装,有一些甚至埋入地下。在相同的建设面积下,可植入充电设备的数量明显要比传统的充电装备要多,而且发展到未来甚至不再是一对一的充电,这空间利用率可谓“咻咻咻”地提高了。
3. 建设时间短。以目前的技术来看,无线充电站建设仅需一个月,还包括了两周的水泥凝固时间。而一个有线的充电站需要约半年的时间建设。
4. 使用与管理便捷,降低运营成本。无线充电设备简化了充电流程,结合互联网进行无人化管理。在将来还能与自动驾驶和互联网相互联合,既方便了用户的使用同时也降低了充电站的运营成本。
也正是因为这些优势,无线充电技术不仅被车企追捧,也成为各种未来智能出行重要的组成部分。
今年初,浙江发布规划称,未来将打造一条超级高速公路,这条高速公路将全面支持自动驾驶,还可以结合无线充电技术实现边行车边充电。而且通过智能系统、车辆管控,可使目前平均90公里的时速提升20%~30%。此外还有许多无线充电的相关计划正在推进。
可以看到,当无线充电技术的优势被最大程度显现之时,能带给人们出行方式更多的惊喜。
无线充电技术如何操作?
WCT(Wireless charging technology)的工作原理其实很容易理解,就是将电能转化为可无线传播的能量形式并向外发射,而后在接收端将接收到的能量转化为电能,从而实现电能的无限传输,进一步将电能存储到电池内实现充电。
在这方面有点研究的人都知道,应用于不同途径的无线充电技术目前主要有三种形式:感应式、共振式和微波传应式。
综合来看,电磁感应式和磁场共振式是最为适合电动汽车的WCT,而目前在进行无线充电研发的研发与应用的车型基本上都是采用这两种方式。
电磁感应式WCT是利用电磁感应的原理工作。这种形式的工作频率一般为及时KHz,相对的输出功率大、效率较高。因为电磁感应式会采用铁氧体磁芯,能提高无线传输的效率。但是它自身也有其制约因素,该形式的无线充电只能形成“一人一坑”的充电模式,而且充电距离必须控制在0-10cm之间。
不得不说,这真的考验老司机的驾驶技术!
而采用相同原理工作的磁场共振式WCT,可实现远距离充电,不需要一对一的精准充电,而且在恶劣环境中的可靠性与适应度也比较高。但最大的缺陷是这种形式的无线充电传输过程中损耗会很大,换言之,充电的效率不高。
而无线微波传应式主要是由微波收射装置和微波接收装置组成。这种类型的WCT相对来说比较少应用于电动汽车的充电上。
无论是选择哪种类型的无线充电技术,目前来说都没有绝对的优势。但是,企业选择不同类型的研发方向,他们都是为了解决同一个问题:充电的便利性,从而降低运营成本。
在上文谈及过,目前进行无线充电研发的车型基本上是采用电磁感应式和磁场共振式WCT。
以电磁感应式应用为主的企业有宝马、奔驰、奥迪等传统的巨头车商。
在2017年,奔驰就计划于2018年推出首款无线充电系统。奔驰将感应充电垫子放置在车库或者车道的地板上,当车辆进入充电垫的范围之时,汽车的显示屏上的指示灯会自动引导汽车进入最有效充电的最佳位置。
这个计划一公布之时,很多奔驰的车主都有喜大普奔的冲动。但是定睛一看,就会发现奔驰的这个无线充电技术有点鸡肋。据SlashGear报道,奔驰的有线充电系统最大功率为11kW,而这套无线充电系统的功率为3.6kW。这意味着在3.6kW的功率下,充满电池要很长的时间。
而奔驰这个系统还是与其“老对手”宝马一起合作研发的。此外,奔驰也与高通进行相关的合作,他们都希望通过合作共同研发实用性的无线充电技术。
随后,在2017年9月宝马就宣布2018年款530e混动汽车将配有无线充电系统配件。最近,这项计划落实了,并将无线充电系统商业化。这一消息除了带来一丝惊喜以外,还伴随着不少的质疑。
依然是充电效率低的问题。以宝马公开的数据来看,这款无线充电系统的充电功率为3.2Kw,充电效率在 85%左右。而在国内,目前所常见的交流慢充桩功率一般为 3.3kW 和 7kw。
以容量为 55kWh 的电池为例,当充电功率为 3.3kW 时,充满电需要 16 个小时,7kW 时充满电需要 8 个小时。我的妈呀,这意味着可能你充一晚上的电,第二天醒来发现仍然没有充满电,车主看到大概要吐血了。
而电动车的佼佼者特斯拉,虽然已经建设了许多超级充电站,但是在这方面也没有落后于他人。在之前,有消息传出特斯拉与一家名为Evatran的大功率无线充电供应技术公司展开合作,研发出了一套专属特斯拉Model S的大功率无线充电技术,这套大功率无线充电系统的充电功率可达7.2千瓦,每小时为Model S充入的电量可以提供32公里的续航里程。
而采用电磁共振式的企业代表就是高通。
高通可以说是电动汽车无线充电技术的领先厂家,并收购专注于无线充电的公司Halo,预计使用其Halo电动汽车无线充电技术的量产车型将在两年内上市。
另外,目前高通已经完成了电动汽车行驶中的无线充电试验,并且测试了同时对两辆行驶中的车辆进行无线充电。高通对这种“黑科技”称为DEVC(dynamic electric vehicle ging),即为动态电动汽车充电,是电动汽车无线充电的一种解决方案。
“我们预计搭载高通全套无线充电技术解决方案的汽车将在2019年在欧洲市场率先上市,中国预计将在2020年前后商用该技术。”高通高级技术市场经理舒杰称。
除了高通之外,另一个佼佼者就是WiTricity。其研发的DRIVE 11无线充电系统,最大功率输出为11kw,最高效率达94%。这个系统是参照电动车及混动车标准版无线充电器的设计,可为各类乘用车、SU等车型充电。
相对于国外众多厂商都“参一脚”的盛况,国内的则要冷清多了。之前陷入“芯战”的中兴算是比较突出的企业。中兴于2013年就开始研发无线充电技术,2014年推出了成熟具体的产品和方案。目前中兴打算投资35亿元研发汽车无线充电技术。
中兴无线充电技术有一个特点是其充电位也可以通过有线或者无线的方式和云服务中心进行互联。一旦出现充电的安全隐患,地面充电模块就会自动停止充电并报警,确保充电过程安全可靠。中兴的无线充电一般充满一辆车需要5—6个小时,可支持200多公里的行驶里程。
虽然说,我国目前的技术没有国外的成熟,但部分的城市已经投入运营使用,据了解北京已经在研究推广无线充电微循环公交车,并将于今年下半年在亦庄或是京郊区县已经有电动出租车的示范区域,开始进行无线充电的示范运行。丝毫不落后于他国。
另外,在今年的北京车展,荣威不但用高度仿真的智能机械人赚足了眼球,其MARVEL X纯电动超级轿跑SUV也借无线充电的“黑科技”着实风光了一把。
无线充电技术并不是一项新鲜的技术,但因其诞生后具有天然便利性却又一直未能迈向市场应用而备受关注。
无线充电为什么还没普及?
“无线充电并不是一项新技术,过去之所以未能导入市场,主要是因为无线充电功率较低、效率较差,而且伴随无线充电的辐射安全性无法论证。”中国汽车工程学会副秘书长闫建认为,如果无线充电能把这些老问题解决了,那么市场会以更快的速度接受它。
尽管现在宝马已经把这个技术导入到市场中了,但是能否把闫建上述所说的三个主要问题解决、加大普及化还不是现在可以下定论。我们伟大的精神支柱马克思爷爷说过,真理是需要验证的,何况是新的技术。每一项新技术的市场化、商用化都是需要经过试错、检验的过程。
不过,宝马如今敢于将这项技术投入到市场,在一定的程度上证明技术的相关问题是得到一定的进展的,因为注重用户体验的车企并不会在技术还非常不稳定的时候盲目投入到市场中的,不然企业自己就是在“自招黑粉”了。
而高通汽车无线充电业务高级技术市场经理舒杰的回答也印证了此观点。
舒杰回答道:“随着技术的发展,人们对无线充电的种种担心已经逐步解决。我们要知道,任何一项技术进入市场前,一定会经过一定的安全性、可靠性的验证,也一定是在符合相关标准要求之后才能进入市场的。据我了解,无论是在中国还是在国际上,无线充电的相关标准都已经列入日程,确保相关产品在市场应用前得到验证。”
除了技术问题以外,没有导入市场还有一个很重要的原因是因为成本。市场应用少,成本自然高,企业也就不会贸贸然去“试水”。建设无线充电系统的成本是一个普通充电桩的好几倍,说服消费者买一个又贵又慢的充电设备......这分明就是个“坑”。
不过,舒杰对此并没有过多的担忧。他表示,相信随着市场应用的增加,成本被分摊后一定会降低。以宝马为例,其高端车的定位也就意味着消费者对成本的接受度相对较高,这恐怕也是其敢于率先引入无线充电技术的关键所在。
商业模式的探索是市场化必不可少的经历,新能源汽车、二手车电商、分时租赁等等汽车业务都是经历了无数企业的商业经营模式的探索,才逐渐找到自己存活的方式,不断壮大。如果无线充电能找到合适的商业模式,市场化的问题就不再是问题了。
宝马推出的这种放置在地表电磁感应板,可以说在某种程度上推进了无线充电的市场化。但是,这还只是它小范围的“试水”,而且车主自建一个无线充电系统的成本也不是小数目......好吧,说白了这服务暂时还是为土豪们打造的。
毫无大志的笔者表示要继续努力码字,有朝一日可能还能买上一块充电板的......
来源:第一电动网
作者:Auto Space车创
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