時至如今,無線充電對我們而言已經不是什么新技術,畢竟在消費電子領域已經用了很多很多年了,而且它們的充電速度也相當快,就拿OPPO 7月發(fā)布的“仙貝”無線充電器來說,它的充電功率已經達到了65W,想起蘋果的有線快充才20W,真是弱雞。
這么一個在消費電子領域如此成熟的技術,能支持的汽車卻寥寥無幾,現在大家都抱怨電動車充電慢、充電麻煩,如果以后每個停車場的車位都配備無線充電,利用這些碎片化的時間給車補充能量,不很美滋滋嗎?
那問題又來了,給汽車普及無線充電,為什么這么難?
我們先從無線充電的原理說起。
無線充電技術常見三大類,分別是電磁感應、磁共振以及微波諧振。
電磁感應:
電磁感應原理的依據就是我們高中物理學過的法拉第電磁感應定律,簡單來說就是A、B兩個線圈平行放置,A線圈接入交流電產生磁場,這些變化的磁場會讓B線圈感應出交變的電流。目前基于電磁感應的無線充電已經廣泛應用于消費電子領域。
優(yōu)點:結構簡單,傳輸效率高
缺點:送電距離近(cm級)
磁共振:
其實磁共振和電磁感應的原理基本一致,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,當驅動電路驅動A線圈產生諧振時,B線圈也能產生頻率相同的諧振,我們知道物體發(fā)生共振的時候,能量會得到高效的傳輸,這就是借助磁共振實現的無線充電。
優(yōu)點:送電距離遠(m級),支持多個設備同時充電,支持功率較大
缺點:傳輸效率較電磁感應低
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,它把能量轉化為微波,接收方接收微波之后,再通過共振和整流電路將其還原成可供設備充電的直流電。這種方式和我們常見的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:對位置沒需求,能接收到信號的地方都能充電
缺點:充電功率、傳輸效率超級低
目前看來,電磁感應和磁共振兩種方式都適用于汽車無線充電,翻了一下相關資料,目前國內外已經有不少車企已經開展了這個領域的探索。
早在2011年,日產就在聆風原型車上裝配無線充電系統(tǒng),而到2012年,美國Evatran公司則為其開發(fā)了可實現量產的無線充電技術。Evatran后來還為特斯拉開發(fā)了Plugless Power系統(tǒng),可適配Model S。
(為日產聆風適配的無線充電系統(tǒng))
這套Plugless Power應用了電磁感應原理,當然Model S的車底也需要加裝16kg重的接收模塊。據了解,Plugless Power峰值充電功率7.2kW,每小時可以為Model S增加32km的續(xù)航。
(Plugless Power為Model S適配的無線充電套件)
除了日產、特斯拉之外,包括寶馬、沃爾沃、奧迪、本田都嘗試過給電動車匹配無線充電。當然,推進這項技術的不只有車企,蘇州市政府還聯(lián)合科技企業(yè)建造了一條長約500m的“三合一”電子公路,經過改造的電動車在這條路上能實現“邊行駛邊充電”。
如果我們把日產聆風匹配無線充電模塊作為這項技術的起點,那到現在也有將近10年的時間了。從大部分尚未實現量產的方案看,目前無線充電的輸電效率已經達到了較高水平(像高通Halo的輸電效率已經達到90%,還能兼容最高6.6kW的充電標準),那為什么汽車到現在還不能普及呢?個人認為這當中包含了4點原因。
1.電動車保有量太小
雖說汽車無線充電技術在9年前已經問世,但電動車的保有量卻是近3~4年才明顯增長。市場做大了才能帶動上下游產業(yè)發(fā)展,從而催生新的技術,所以車用無線充電技術一直沒普及,電車保有量太小可以說是最大的因素。
除了市場之外,還有關乎技術、安全的問題。
1.缺少統(tǒng)一的技術標準
剛剛我們也寫到,目前參與到汽車無線充電的企業(yè)不僅有傳統(tǒng)車企、還有像高通、華為這樣的科技企業(yè),他們都想成為該領域的標準制定者,盡管SAE(美國機動車工程師學會)在數年前就推出了針對電動車的無線充電標準(SAE TIR J2954),但因為汽車的特殊性,標準的最終確立還涉及到不同國家的電磁管理標準條例,就像每一代移動通訊技術都涉及到不同的頻段,技術標準的統(tǒng)一不是一蹴而就的事。
2.容易造成安全隱患
無論是應用電磁感應技術還是磁共振技術,它們都有兩個用于電生磁、磁生電的線圈,怎么保證兩個線圈圈中不存在異物呢?要知道任何金屬部件落到圈中,都可能產生電流,而電流就會產生熱量,熱量就可能引燃附近的雜物了。
如果每個支持無線充電的車位都需要安排人員去管理維護,又增加了成本,到頭來還不如即插即用的充電槍實際。
3.公眾“談磁”色變
人體暴露在正常的電磁輻射環(huán)境下,是不會影響到身體健康的,但因為車用無線充電功率大,加之技術標準尚未統(tǒng)一,所以充電期間電磁輻射的水平也無從考究。
在今年5月份,國家標準化管理委員會公布了GB/T 38775國家推薦性標準(將于今年11月實施),當中就包含了《電動汽車無線充電系統(tǒng)》那部分,里面涉及到車載充電器、充電設備之前的通信協(xié)議。由此可見,國家也在積極推進該技術。
而隨著電動車保有量的增多,無線充電也很快會來到我們身邊,畢竟它能給寸金尺土的老城區(qū)停車場省下安裝充電樁的空間,能利用停車的時間給車輛提升續(xù)航,很大程度緩解了電動車的充電焦慮。
更關鍵的是,難道你們就不覺得公共樁的那根充電槍又臟又重嗎?
來源:皆電
作者:黃瓜
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