毋庸置疑,一切科技的進步都是為了服務人類的“懶惰”!不想做家務?沒問題,發明一個掃地機器人;懶得自己開車?Ok,搞一個無人駕駛吧;電動汽車要自己動手充電太麻煩?好的,那就弄個無線充電吧.....
沒錯,汽車充電少了一個插播動作,對于像我這種“懶癌”晚期的人來說,都能提升巨大的幸福感!這或將成為新一代汽車的黑科技。
這對整個行業來說都是一個利好消息。
對于新能源汽車企業來說,充電難一直是困擾行業發展的問題。車商大佬們都在想辦法去解決,如北汽新能源運用眾籌模式建立了一大批充電樁,特斯拉則推出免費勘測、安裝家用充電樁等等。
傳統的充電方式似乎無法跟上電動汽車快速增長的需求,現在已經成為制約電動汽車發展的最大瓶頸之一。
但是,最近無線充電技術成為了新能源汽車界中的“新網紅”,新穎的充電方式再次成為各家工程師技術攻克的又一方向。
無線充電相比于充電樁等傳統的充電技術,還是有不少明顯的優勢的:
1. 安全性高。無線充電技術安全性相對來說比較高,因為它沒有外露的連接器,避免漏電、跑電等安全隱患,不用擔心“用生命在充電”的情況發生在自己身上。
2. 空間利用效率高。無線充電設備是貼地面安裝,有一些甚至埋入地下。在相同的建設面積下,可植入充電設備的數量明顯要比傳統的充電裝備要多,而且發展到未來甚至不再是一對一的充電,這空間利用率可謂“咻咻咻”地提高了。
3. 建設時間短。以目前的技術來看,無線充電站建設僅需一個月,還包括了兩周的水泥凝固時間。而一個有線的充電站需要約半年的時間建設。
4. 使用與管理便捷,降低運營成本。無線充電設備簡化了充電流程,結合互聯網進行無人化管理。在將來還能與自動駕駛和互聯網相互聯合,既方便了用戶的使用同時也降低了充電站的運營成本。
也正是因為這些優勢,無線充電技術不僅被車企追捧,也成為各種未來智能出行重要的組成部分。
今年初,浙江發布規劃稱,未來將打造一條超級高速公路,這條高速公路將全面支持自動駕駛,還可以結合無線充電技術實現邊行車邊充電。而且通過智能系統、車輛管控,可使目前平均90公里的時速提升20%~30%。此外還有許多無線充電的相關計劃正在推進。
可以看到,當無線充電技術的優勢被最大程度顯現之時,能帶給人們出行方式更多的驚喜。
無線充電技術如何操作?
WCT(Wireless charging technology)的工作原理其實很容易理解,就是將電能轉化為可無線傳播的能量形式并向外發射,而后在接收端將接收到的能量轉化為電能,從而實現電能的無限傳輸,進一步將電能存儲到電池內實現充電。
在這方面有點研究的人都知道,應用于不同途徑的無線充電技術目前主要有三種形式:感應式、共振式和微波傳應式。
綜合來看,電磁感應式和磁場共振式是最為適合電動汽車的WCT,而目前在進行無線充電研發的研發與應用的車型基本上都是采用這兩種方式。
電磁感應式WCT是利用電磁感應的原理工作。這種形式的工作頻率一般為及時KHz,相對的輸出功率大、效率較高。因為電磁感應式會采用鐵氧體磁芯,能提高無線傳輸的效率。但是它自身也有其制約因素,該形式的無線充電只能形成“一人一坑”的充電模式,而且充電距離必須控制在0-10cm之間。
不得不說,這真的考驗老司機的駕駛技術!
而采用相同原理工作的磁場共振式WCT,可實現遠距離充電,不需要一對一的精準充電,而且在惡劣環境中的可靠性與適應度也比較高。但最大的缺陷是這種形式的無線充電傳輸過程中損耗會很大,換言之,充電的效率不高。
而無線微波傳應式主要是由微波收射裝置和微波接收裝置組成。這種類型的WCT相對來說比較少應用于電動汽車的充電上。
無論是選擇哪種類型的無線充電技術,目前來說都沒有絕對的優勢。但是,企業選擇不同類型的研發方向,他們都是為了解決同一個問題:充電的便利性,從而降低運營成本。
在上文談及過,目前進行無線充電研發的車型基本上是采用電磁感應式和磁場共振式WCT。
以電磁感應式應用為主的企業有寶馬、奔馳、奧迪等傳統的巨頭車商。
在2017年,奔馳就計劃于2018年推出首款無線充電系統。奔馳將感應充電墊子放置在車庫或者車道的地板上,當車輛進入充電墊的范圍之時,汽車的顯示屏上的指示燈會自動引導汽車進入最有效充電的最佳位置。
這個計劃一公布之時,很多奔馳的車主都有喜大普奔的沖動。但是定睛一看,就會發現奔馳的這個無線充電技術有點雞肋。據SlashGear報道,奔馳的有線充電系統最大功率為11kW,而這套無線充電系統的功率為3.6kW。這意味著在3.6kW的功率下,充滿電池要很長的時間。
而奔馳這個系統還是與其“老對手”寶馬一起合作研發的。此外,奔馳也與高通進行相關的合作,他們都希望通過合作共同研發實用性的無線充電技術。
隨后,在2017年9月寶馬就宣布2018年款530e混動汽車將配有無線充電系統配件。最近,這項計劃落實了,并將無線充電系統商業化。這一消息除了帶來一絲驚喜以外,還伴隨著不少的質疑。
依然是充電效率低的問題。以寶馬公開的數據來看,這款無線充電系統的充電功率為3.2Kw,充電效率在 85%左右。而在國內,目前所常見的交流慢充樁功率一般為 3.3kW 和 7kw。
以容量為 55kWh 的電池為例,當充電功率為 3.3kW 時,充滿電需要 16 個小時,7kW 時充滿電需要 8 個小時。我的媽呀,這意味著可能你充一晚上的電,第二天醒來發現仍然沒有充滿電,車主看到大概要吐血了。
而電動車的佼佼者特斯拉,雖然已經建設了許多超級充電站,但是在這方面也沒有落后于他人。在之前,有消息傳出特斯拉與一家名為Evatran的大功率無線充電供應技術公司展開合作,研發出了一套專屬特斯拉Model S的大功率無線充電技術,這套大功率無線充電系統的充電功率可達7.2千瓦,每小時為Model S充入的電量可以提供32公里的續航里程。
而采用電磁共振式的企業代表就是高通。
高通可以說是電動汽車無線充電技術的領先廠家,并收購專注于無線充電的公司Halo,預計使用其Halo電動汽車無線充電技術的量產車型將在兩年內上市。
另外,目前高通已經完成了電動汽車行駛中的無線充電試驗,并且測試了同時對兩輛行駛中的車輛進行無線充電。高通對這種“黑科技”稱為DEVC(dynamic electric vehicle ging),即為動態電動汽車充電,是電動汽車無線充電的一種解決方案。
“我們預計搭載高通全套無線充電技術解決方案的汽車將在2019年在歐洲市場率先上市,中國預計將在2020年前后商用該技術?!备咄ǜ呒壖夹g市場經理舒杰稱。
除了高通之外,另一個佼佼者就是WiTricity。其研發的DRIVE 11無線充電系統,最大功率輸出為11kw,最高效率達94%。這個系統是參照電動車及混動車標準版無線充電器的設計,可為各類乘用車、SU等車型充電。
相對于國外眾多廠商都“參一腳”的盛況,國內的則要冷清多了。之前陷入“芯戰”的中興算是比較突出的企業。中興于2013年就開始研發無線充電技術,2014年推出了成熟具體的產品和方案。目前中興打算投資35億元研發汽車無線充電技術。
中興無線充電技術有一個特點是其充電位也可以通過有線或者無線的方式和云服務中心進行互聯。一旦出現充電的安全隱患,地面充電模塊就會自動停止充電并報警,確保充電過程安全可靠。中興的無線充電一般充滿一輛車需要5—6個小時,可支持200多公里的行駛里程。
雖然說,我國目前的技術沒有國外的成熟,但部分的城市已經投入運營使用,據了解北京已經在研究推廣無線充電微循環公交車,并將于今年下半年在亦莊或是京郊區縣已經有電動出租車的示范區域,開始進行無線充電的示范運行。絲毫不落后于他國。
另外,在今年的北京車展,榮威不但用高度仿真的智能機械人賺足了眼球,其MARVEL X純電動超級轎跑SUV也借無線充電的“黑科技”著實風光了一把。
無線充電技術并不是一項新鮮的技術,但因其誕生后具有天然便利性卻又一直未能邁向市場應用而備受關注。
無線充電為什么還沒普及?
“無線充電并不是一項新技術,過去之所以未能導入市場,主要是因為無線充電功率較低、效率較差,而且伴隨無線充電的輻射安全性無法論證。”中國汽車工程學會副秘書長閆建認為,如果無線充電能把這些老問題解決了,那么市場會以更快的速度接受它。
盡管現在寶馬已經把這個技術導入到市場中了,但是能否把閆建上述所說的三個主要問題解決、加大普及化還不是現在可以下定論。我們偉大的精神支柱馬克思爺爺說過,真理是需要驗證的,何況是新的技術。每一項新技術的市場化、商用化都是需要經過試錯、檢驗的過程。
不過,寶馬如今敢于將這項技術投入到市場,在一定的程度上證明技術的相關問題是得到一定的進展的,因為注重用戶體驗的車企并不會在技術還非常不穩定的時候盲目投入到市場中的,不然企業自己就是在“自招黑粉”了。
而高通汽車無線充電業務高級技術市場經理舒杰的回答也印證了此觀點。
舒杰回答道:“隨著技術的發展,人們對無線充電的種種擔心已經逐步解決。我們要知道,任何一項技術進入市場前,一定會經過一定的安全性、可靠性的驗證,也一定是在符合相關標準要求之后才能進入市場的。據我了解,無論是在中國還是在國際上,無線充電的相關標準都已經列入日程,確保相關產品在市場應用前得到驗證?!?/p>
除了技術問題以外,沒有導入市場還有一個很重要的原因是因為成本。市場應用少,成本自然高,企業也就不會貿貿然去“試水”。建設無線充電系統的成本是一個普通充電樁的好幾倍,說服消費者買一個又貴又慢的充電設備......這分明就是個“坑”。
不過,舒杰對此并沒有過多的擔憂。他表示,相信隨著市場應用的增加,成本被分攤后一定會降低。以寶馬為例,其高端車的定位也就意味著消費者對成本的接受度相對較高,這恐怕也是其敢于率先引入無線充電技術的關鍵所在。
商業模式的探索是市場化必不可少的經歷,新能源汽車、二手車電商、分時租賃等等汽車業務都是經歷了無數企業的商業經營模式的探索,才逐漸找到自己存活的方式,不斷壯大。如果無線充電能找到合適的商業模式,市場化的問題就不再是問題了。
寶馬推出的這種放置在地表電磁感應板,可以說在某種程度上推進了無線充電的市場化。但是,這還只是它小范圍的“試水”,而且車主自建一個無線充電系統的成本也不是小數目......好吧,說白了這服務暫時還是為土豪們打造的。
毫無大志的筆者表示要繼續努力碼字,有朝一日可能還能買上一塊充電板的......
來源:第一電動網
作者:Auto Space車創
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