時(shí)至如今,無(wú)線充電對(duì)我們而言已經(jīng)不是什么新技術(shù),畢竟在消費(fèi)電子領(lǐng)域已經(jīng)用了很多很多年了,而且它們的充電速度也相當(dāng)快,就拿OPPO 7月發(fā)布的“仙貝”無(wú)線充電器來(lái)說(shuō),它的充電功率已經(jīng)達(dá)到了65W,想起蘋(píng)果的有線快充才20W,真是弱雞。
這么一個(gè)在消費(fèi)電子領(lǐng)域如此成熟的技術(shù),能支持的汽車(chē)卻寥寥無(wú)幾,現(xiàn)在大家都抱怨電動(dòng)車(chē)充電慢、充電麻煩,如果以后每個(gè)停車(chē)場(chǎng)的車(chē)位都配備無(wú)線充電,利用這些碎片化的時(shí)間給車(chē)補(bǔ)充能量,不很美滋滋嗎?
那問(wèn)題又來(lái)了,給汽車(chē)普及無(wú)線充電,為什么這么難?
我們先從無(wú)線充電的原理說(shuō)起。
無(wú)線充電技術(shù)常見(jiàn)三大類(lèi),分別是電磁感應(yīng)、磁共振以及微波諧振。
電磁感應(yīng):
電磁感應(yīng)原理的依據(jù)就是我們高中物理學(xué)過(guò)的法拉第電磁感應(yīng)定律,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是A、B兩個(gè)線圈平行放置,A線圈接入交流電產(chǎn)生磁場(chǎng),這些變化的磁場(chǎng)會(huì)讓B線圈感應(yīng)出交變的電流。目前基于電磁感應(yīng)的無(wú)線充電已經(jīng)廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子領(lǐng)域。
優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,傳輸效率高
缺點(diǎn):送電距離近(cm級(jí))
磁共振:
其實(shí)磁共振和電磁感應(yīng)的原理基本一致,只是A、B線圈都各自并聯(lián)了電感/電容從而組成LC并聯(lián)諧振電路,當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)A線圈產(chǎn)生諧振時(shí),B線圈也能產(chǎn)生頻率相同的諧振,我們知道物體發(fā)生共振的時(shí)候,能量會(huì)得到高效的傳輸,這就是借助磁共振實(shí)現(xiàn)的無(wú)線充電。
優(yōu)點(diǎn):送電距離遠(yuǎn)(m級(jí)),支持多個(gè)設(shè)備同時(shí)充電,支持功率較大
缺點(diǎn):傳輸效率較電磁感應(yīng)低
微波諧振:
微波諧振的原理就和上述的兩者有很大的差異了,它把能量轉(zhuǎn)化為微波,接收方接收微波之后,再通過(guò)共振和整流電路將其還原成可供設(shè)備充電的直流電。這種方式和我們常見(jiàn)的WiFi很相似,收發(fā)雙方都各自有一條接受能量的天線。
優(yōu)點(diǎn):對(duì)位置沒(méi)需求,能接收到信號(hào)的地方都能充電
缺點(diǎn):充電功率、傳輸效率超級(jí)低
目前看來(lái),電磁感應(yīng)和磁共振兩種方式都適用于汽車(chē)無(wú)線充電,翻了一下相關(guān)資料,目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有不少車(chē)企已經(jīng)開(kāi)展了這個(gè)領(lǐng)域的探索。
早在2011年,日產(chǎn)就在聆風(fēng)原型車(chē)上裝配無(wú)線充電系統(tǒng),而到2012年,美國(guó)Evatran公司則為其開(kāi)發(fā)了可實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的無(wú)線充電技術(shù)。Evatran后來(lái)還為特斯拉開(kāi)發(fā)了Plugless Power系統(tǒng),可適配Model S。
(為日產(chǎn)聆風(fēng)適配的無(wú)線充電系統(tǒng))
這套Plugless Power應(yīng)用了電磁感應(yīng)原理,當(dāng)然Model S的車(chē)底也需要加裝16kg重的接收模塊。據(jù)了解,Plugless Power峰值充電功率7.2kW,每小時(shí)可以為Model S增加32km的續(xù)航。
(Plugless Power為Model S適配的無(wú)線充電套件)
除了日產(chǎn)、特斯拉之外,包括寶馬、沃爾沃、奧迪、本田都嘗試過(guò)給電動(dòng)車(chē)匹配無(wú)線充電。當(dāng)然,推進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)的不只有車(chē)企,蘇州市政府還聯(lián)合科技企業(yè)建造了一條長(zhǎng)約500m的“三合一”電子公路,經(jīng)過(guò)改造的電動(dòng)車(chē)在這條路上能實(shí)現(xiàn)“邊行駛邊充電”。
如果我們把日產(chǎn)聆風(fēng)匹配無(wú)線充電模塊作為這項(xiàng)技術(shù)的起點(diǎn),那到現(xiàn)在也有將近10年的時(shí)間了。從大部分尚未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的方案看,目前無(wú)線充電的輸電效率已經(jīng)達(dá)到了較高水平(像高通Halo的輸電效率已經(jīng)達(dá)到90%,還能兼容最高6.6kW的充電標(biāo)準(zhǔn)),那為什么汽車(chē)到現(xiàn)在還不能普及呢?個(gè)人認(rèn)為這當(dāng)中包含了4點(diǎn)原因。
1.電動(dòng)車(chē)保有量太小
雖說(shuō)汽車(chē)無(wú)線充電技術(shù)在9年前已經(jīng)問(wèn)世,但電動(dòng)車(chē)的保有量卻是近3~4年才明顯增長(zhǎng)。市場(chǎng)做大了才能帶動(dòng)上下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展,從而催生新的技術(shù),所以車(chē)用無(wú)線充電技術(shù)一直沒(méi)普及,電車(chē)保有量太小可以說(shuō)是最大的因素。
除了市場(chǎng)之外,還有關(guān)乎技術(shù)、安全的問(wèn)題。
1.缺少統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
剛剛我們也寫(xiě)到,目前參與到汽車(chē)無(wú)線充電的企業(yè)不僅有傳統(tǒng)車(chē)企、還有像高通、華為這樣的科技企業(yè),他們都想成為該領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)制定者,盡管SAE(美國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)工程師學(xué)會(huì))在數(shù)年前就推出了針對(duì)電動(dòng)車(chē)的無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)(SAE TIR J2954),但因?yàn)槠?chē)的特殊性,標(biāo)準(zhǔn)的最終確立還涉及到不同國(guó)家的電磁管理標(biāo)準(zhǔn)條例,就像每一代移動(dòng)通訊技術(shù)都涉及到不同的頻段,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一不是一蹴而就的事。
2.容易造成安全隱患
無(wú)論是應(yīng)用電磁感應(yīng)技術(shù)還是磁共振技術(shù),它們都有兩個(gè)用于電生磁、磁生電的線圈,怎么保證兩個(gè)線圈圈中不存在異物呢?要知道任何金屬部件落到圈中,都可能產(chǎn)生電流,而電流就會(huì)產(chǎn)生熱量,熱量就可能引燃附近的雜物了。
如果每個(gè)支持無(wú)線充電的車(chē)位都需要安排人員去管理維護(hù),又增加了成本,到頭來(lái)還不如即插即用的充電槍實(shí)際。
3.公眾“談磁”色變
人體暴露在正常的電磁輻射環(huán)境下,是不會(huì)影響到身體健康的,但因?yàn)檐?chē)用無(wú)線充電功率大,加之技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一,所以充電期間電磁輻射的水平也無(wú)從考究。
在今年5月份,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)公布了GB/T 38775國(guó)家推薦性標(biāo)準(zhǔn)(將于今年11月實(shí)施),當(dāng)中就包含了《電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電系統(tǒng)》那部分,里面涉及到車(chē)載充電器、充電設(shè)備之前的通信協(xié)議。由此可見(jiàn),國(guó)家也在積極推進(jìn)該技術(shù)。
而隨著電動(dòng)車(chē)保有量的增多,無(wú)線充電也很快會(huì)來(lái)到我們身邊,畢竟它能給寸金尺土的老城區(qū)停車(chē)場(chǎng)省下安裝充電樁的空間,能利用停車(chē)的時(shí)間給車(chē)輛提升續(xù)航,很大程度緩解了電動(dòng)車(chē)的充電焦慮。
更關(guān)鍵的是,難道你們就不覺(jué)得公共樁的那根充電槍又臟又重嗎?
來(lái)源:皆電
作者:黃瓜
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