撰文/ 馬曉蕾編輯/ 吳 靜設計/ 師瑜超來源/ greencarreports 作者:Bengt Halvorson
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一旦體驗了無線,就再難回到有線時代了,你還記得上一次給筆記本電腦插網線是什么時候嗎?
手機的無線充電已經是稀松平常,電動車的無線充電也在悄然到來。
當你回到家把車停好,你或者要牽著蹣跚學步的幼兒,或者要拎著裝滿商品的購物袋,僅空出了一只手給電動車充電。如果電動車可以無線充電,這一切的煩惱就都解決了,你只需要簡單地將車停到指定位置即可。
電動車無線充電是如何工作的?
沃爾沃用C30電動車測試感應式充電▼
無線充電又稱感應式充電,通過空氣中的磁場傳輸電能。簡而言之,電力在銅線圈上誘發電流,以一定的頻率(與調頻廣播頻率相差無幾)發射一個振蕩磁場,然后被另一個銅線圈捕獲。
根據間距對信號進行微調,并在電容器的幫助下,以及在一些核心物理學思想的幫助下,無線充電器可以在不損失太多能量的情況下為電動汽車充電。
從技術上講,該系統需要兩套硬件:置于地面的磁場發射裝置,它與專用電路相連,就像壁式充電器一樣。還有一個安裝在車輛底部的磁場接收裝置,用來捕捉磁場,接收電力。
2018年寶馬530e iPerformance無線充電▼
WiTricity公司是汽車無線充電技術的領導者,該公司的系統將遵守J2954標準,這一標準要求在10至25厘米的距離內無線充電,這幾乎滿足所有車輛的離地間隙,無論是跑車還是越野SUV。在11千瓦的功率下,它可以每小時為電動車提供約56公里的續航。
地面的發射裝置可發出低能耗信號,顯示車輛應該停放的位置,整個過程可以自動完成,實現真正的“即停即充”。
大約85%的充電工作是在家里完成的,所以無線充電主要被設計用于日常充電,而不是一項用于公路旅行的特殊場合的技術。
WiTricity首席執行官阿歷克謝·格魯岑(Alex Gruzen)說:“最終,你會感覺擁有了一輛無限里程的汽車。除了開車、停車,沒有額外的工作需要做?!?/p>
無線汽車充電的效率如何?
智能手機Qi無線充電的效率最多只有80%,有可能低于70%。汽車的充電系統則不會這么浪費,它是專門圍繞效率設計的。
日產無線充電系統▼
WiTricity公司的技術接收了99%的通過“氣隙”傳輸的能量。而且不需要會造成損耗的隔離變壓器,這就節省了能源。從電路盒到車輛,無線系統的效率通常為90%到92%,與大多數插電式充電的效率差不多。
無線充電技術可以使電動車在日常使用上更加方便,尤其是很多人認為有線充電很麻煩,且有線充電設備每隔幾年就需要更換,無線充電硬件則不存在此類磨損。
梅賽德斯-奔馳無線感應式充電系統▼
另外,當我們的電動車的普及率達到較高水平時,如果無線充電的使用頻率更高,它將有可能減少對直流快充的需求,而直流快充對電網來說是一種負擔。
無線充電的缺點是什么?
成本是一個大問題。鑒于無線充電需要兩套大型硬件組件,它的成本將始終高于壁式或柱式充電器。
除此之外,無線充電的地面裝置移位比有線充電器更困難,靈活性較差。
發展到哪種程度了?
2023年Genesis GV60▼
在全球范圍內,電動車的無線充電技術推廣工作已經開始。捷尼賽思GV60(參數丨圖片)是首款支持無線充電的電動汽車。
現代公司在開發其電動車專用的E-GMP平臺時也采用了該技術,因此預計很快就會在更多的車型和市場上看到該技術。
在中國,一汽紅旗的電動車、上汽集團與阿里巴巴的合資公司IM Motors都采用了該技術。阿里巴巴支持的知豆L7也采用了這一技術。
多年來一直有售后無線充電解決方案,最著名的是美國Evatran公司的Plugless Power系統,它為特斯拉Model S提供了一個方案。WiTricity公司的特斯拉Model 3系統也正在開發中。
寶馬5系插電式混合動力車無線充電系統▼
寶馬在美國的5系插電式混合動力車中測試了無線充電,但該測試僅停留在小型試點項目水平。
還有一些實驗室和初創公司目前正在研究大功率無線充電,速率可與直流快充相媲美,但要走出實驗室可能還需要十年。
為什么無線充電還沒有流行起來?
簡單地說,該技術還沒有準備好。但它已經醞釀很久了。
無線充電最初由尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)在一百多年前提出并演示。到了今天,它已經在實驗應用階段存在了幾十年。過去15年的一系列進展加速了該技術的進步,達到了可靠、高效和易于包裝的程度。
智能手機的Qi無線充電是這項技術第一次成為主流,但它在幾十年前就已經在汽車上進行了測試和應用。但近年來的一系列整合,推動了它的商業化。
Halo和WiTricity兩家公司都是2010年開始涉足這一領域的,它們將汽車無線充電工作從大學的實驗室里帶出來。
高通公司于2011年收購了HaloIPT,然后WiTricity一直在研究略微不同的解決方案,于2019年與高通Halo合并。
停車樓內的無線充電 - WiTricity▼
“之后,WiTricity 立即著手整合架構,吸取雙方的優點,以便能夠向美國汽車工程師協會(SAE)提交一個我們都認可的共同架構?!备耵斸貞浾f。
這對于2020年10月批準的SAE J2954標準至關重要,這基本上是一個信號,表明該技術可以推向市場。
全球汽車和車輛供應商西門子在2022年6月對WiTricity進行了2500萬美元的投資,用于家庭、停車場、工作場所或車隊的解決方案。
西門子認為到2028年,僅在歐洲和北美,無線充電的市場就將達到20億美元。
ORNL與UPS混合卡車的無線充電演示▼
?盡管目前家庭解決方案的SAE標準最高為11千瓦,但該系統會推出更高功率的版本應用于車隊。這可能主要來自不同的公司,包括HEVO和Momentum Wireless等。
另外,還有一些公司正在研究無線動態充電,讓車輛邊行駛邊充電,目前來說還是一個遙遠的夢,
售后市場也會增長。Plugless Power公司曾為特斯拉Model S、日產Leaf等車型銷售售后系統,今年也將推出新一代系統,目標價格約為3500美元,該系統將通過蘋果CarPlay界面對齊兩大充電裝置。
特斯拉Model S的Evatran無插頭無線充電器▼
WiTricity經過調查發現,在有無線充電的情況下,消費者對電動車的購買意向從35%提高到59%。許多非電動車主希望未來電動汽車配備該技術。
“十年來,無線充電技術只存在于實驗室工程師的對話里。”格魯岑說,“現在我們在市場上有了一個真正的產品。它可能成為更多美國人購買電動車的原因。”
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