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相關標準即將發(fā)布,無線充電市場一觸即發(fā)?

   
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停車、插線、刷卡、充電……這是目前電動汽車普遍采用的直流充電的大致步驟,也是目前最主要的充電方式,但也存在不少問題。如充電時間一般需要數(shù)小時,趕上充電高峰時充電樁數(shù)量明顯不足,排隊充電比燃油汽車加油等待時間更長;加油站只需有車輛通道就能開設,而充電站的占地面積更大……

上海交通大學電氣工程系教授、博士生導師唐厚君在接受《中國汽車報》記者采訪時表示,正是因為有線充電的局限性,所以業(yè)界把目光盯向了無線充電技術?!半妱悠嚐o線充電技術前景廣闊,國內(nèi)科研機構、高校、企業(yè)都在進行研究,整體處于研究和試用階段。”

國內(nèi):起步晚進展快

目前國內(nèi)正在開發(fā)的電動汽車無線充電技術,大都是利用電磁感應原理,通過非接觸的方式為電動汽車進行充電。該項技術的應用,通常是在地面端與車載端各安裝兩個耦合線圈,利用兩線圈之間的磁場耦合,實現(xiàn)電能從發(fā)射端到接收端的傳輸。電動汽車的無線充電,省掉了充電線,具有易操作性、高安全性、強環(huán)境適應性等特點。

“無線充電相比有線充電,雖然目前成本相對高一些,但由于不需要插拔充電插頭,無線充電設施可以埋設在水泥路面之下,損壞幾率遠低于有線充電樁,因此維護成本可大幅降低。”在國內(nèi)推出第一代無線充電產(chǎn)品且已開始試用的浙江萬安億創(chuàng)電子科技有限公司(簡稱“萬安億創(chuàng)”)首席研發(fā)工程師姚辰告訴記者,電動汽車的無線充電技術不僅能讓充電更便捷,還能創(chuàng)造一些新的應用場景和商業(yè)模式。

近年來,汽車特別是電動汽車結(jié)合自動駕駛技術的研發(fā)在全球范圍內(nèi)如火如荼,如果自動駕駛技術能夠在實現(xiàn)自動泊車的情況下,再配合無線充電技術可體現(xiàn)電動汽車獨特的優(yōu)越性。更清潔、更便捷是無線充電技術的核心競爭力所在。在不遠的將來,無線充電技術將有望改變?nèi)藗冇密嚨牧晳T,隨停隨充,省去排隊等待時間。

記者在采訪中了解到,國內(nèi)已經(jīng)有數(shù)家企業(yè)在研發(fā)電動汽車無線充電產(chǎn)品,如中興通訊、比亞迪、萬安億創(chuàng)等。其中,中興通訊在2012年就推出了應用于電動公交車的實驗產(chǎn)品,如今與其開展試點合作的主要車企有東風汽車、蜀都客車、宇通、北汽、長安、奇瑞等,無線充電設施試點城市包括成都、襄陽、張家口、大理、麗江、貴陽等。

“國內(nèi)研究起步雖然比國外要晚,但與國外的技術差距不大,目前面臨的技術難點,是如何設計電磁場和線圈系統(tǒng)提高無線充電的效率,以及降低成本?!?nbsp;中國科學院電工研究所(簡稱“中科院電工所”)研究員、博士生導師王麗芳介紹,中科院電工所正在開展試用的無線充電系統(tǒng)設計功率等級3.3kW,與當前大多數(shù)電動汽車的車載充電機功率吻合。

國外:強研發(fā)重標準

目前,美、歐、日等多個國家和地區(qū)的研究機構與企業(yè)都在發(fā)力電動汽車的無線充電技術。英特爾、蘋果、美國無線電力公司(WiTricity)在這方面具備技術優(yōu)勢,同時,寶馬、奔馳奧迪、沃爾沃、豐田、現(xiàn)代等車企也都在無線充電方面開展了研發(fā)布局。

近日,蘋果公司結(jié)合開發(fā)自動駕駛技術,申請了電動汽車無線充電技術專利。該專利名為“無線充電校準系統(tǒng)”,通過與電動汽車自動駕駛中的自動泊車相結(jié)合、以實現(xiàn)無線充電。寶馬于去年7月,在其插電式混合動力汽車BMW 530e iPerformance PHEV車型上市的同時,向市場投放了電動汽車無線充電系統(tǒng)。電動汽車只需停放于充電底座正上方,按下啟動按鈕,無需電纜線即可開始充電,充電完成系統(tǒng)也將自動關閉,此系統(tǒng)支持安裝在私人車庫中,功率3.2kW在3.5小時內(nèi)可將電池充滿。

無線技術領軍者之一的高通(Qualcomm)多年前就開始研究電動汽車的無線充電技術。其研究從1988年開始,并在1996年成功開發(fā)出30KW的電動公交無線充電系統(tǒng)。高通于2013年成為國際汽聯(lián)電動方程式比賽(Formula E)的官方技術合作伙伴,賽事中BMW i8安全車及BMW i3醫(yī)療車就配備了高通的無線充電系統(tǒng),以保證緊急情況時能夠快速部署到現(xiàn)場。發(fā)展至今,高通相關技術具備先進的異物檢測、活體保護及定位引導等特有技術,并且設計涵蓋3.7kW、7.4kW、11kW、22kW等不同功率等級,充電效率達到90%以上。不過,高通更多的是采取技術授權的業(yè)務模式,不直接生產(chǎn)和銷售產(chǎn)品。

投入技術研發(fā)較早的還有美國無線電力公司,其具有高效率的3.6kW~11kW電動汽車無線充電系統(tǒng),充電效率最高可達94%,還適用于不同底盤高度的電動車輛,包括電動乘用車、越野車和輕型卡車等。

總部位于加拿大蒙特利爾的龐巴迪公司,雖然是飛機和火車制造商,但其研發(fā)的無線充電技術可以對行駛中(動態(tài))或靜止時(靜態(tài))的電動車輛進行無線充電,效率同樣高達90%以上。

今年4月,瑞典宣布將建設動態(tài)無線充電示范道路。該項目將花費1.16億瑞典克朗(約合人民幣8520萬元),在1.6公里道路下埋設無線充電設施,使電動汽車和電動卡車、公共汽車都能夠在行駛中實現(xiàn)動態(tài)無線充電。

“國外尤其是歐美,在電動汽車無線充電技術研發(fā)上比國內(nèi)起步早一些,而且,國外更重視相關技術標準的制定。”哈爾濱工業(yè)大學電氣工程學院教授、博士生導師朱春波在接受《中國汽車報》記者采訪時表示。重視技術標準制定,已經(jīng)成為把握市場競爭主動權的關鍵。如高通不僅擁有一系列的技術專利,還積極參與了電動汽車無線充電技術相關標準的制定,包括SAE、IEC、ISO等國際標準。其中,SAE主導汽車無線充電發(fā)展,已經(jīng)發(fā)布了針對電動(EV)與混動(PHEV)的國際無線充電標準J2954、無線充電通訊標準J2847-6等。此外,德國推出的STILLE計劃、日本的JSAE等標準也都提出了適合本國國情的電動汽車無線充電標準。

未來:低成本大市場

數(shù)據(jù)顯示,2018年,全球電動汽車銷量為201.8萬輛,而我國純電動汽車銷量達到98.4萬輛,接近50%。不僅如此,我國純電動汽車銷量已經(jīng)連續(xù)4年位居世界第一,成為了新能源汽車大國。

最新發(fā)布的市場研究數(shù)據(jù)顯示,到2020年,全球電動汽車無線充電市場收益將達到800萬美元(約合人民幣5500萬元),2025年將增至4.07億美元(約合人民幣28億元),年復合增長率高達117.56%。

“要加快技術研發(fā)和標準制定步伐,實現(xiàn)對國外技術的追趕和超越,我們才有希望在未來電動汽車無線充電市場擁有主動權?!碧坪窬硎荆壳?,還有一些技術難點需要解決:

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一是靜態(tài)無線充電技術需要停車入位,要求車輛上的接收端線圈和地面發(fā)射端信圈圓心重合偏移不超過10厘米,車主需倒車精準進入指定位置后才能實現(xiàn)無線充電,這對于車主來說體驗不夠方便;

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二是關于異物檢測,主要是指金屬物檢測,如果在無線充電的能量通路中存在金屬異物,就會引起發(fā)熱,甚至有引發(fā)火災的風險,目前除國外少數(shù)企業(yè)掌握這一技術外,大多數(shù)國內(nèi)外研究者都在致力于解決這個問題;

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三是要把無線充電做成完全車規(guī)級的產(chǎn)品門檻較高,這意味著絕對不能出現(xiàn)任何安全隱患,產(chǎn)品要符合數(shù)百項測試標準要求。

根據(jù)國際技術發(fā)展趨勢,我國電動汽車無線充電技術研發(fā)也在全面向國際看齊。去年8月,國家電網(wǎng)公司的重點科技項目“電動汽車路段移動式無線充電系統(tǒng)關鍵技術及設備研制”暨“電動汽車移動式無線充電實驗路段”順利通過驗收。實驗路段長度181米,移動式無線充電功率為20kW,轉(zhuǎn)化率達到80%,行駛速度可超過60km/h,可以為電動公交車移動無線充電,這也是國內(nèi)首條百米級電動汽車移動式無線充電實驗路段。

電動汽車無線充電技術無疑是面向未來的發(fā)展趨勢。就成本而言,無線充電技術少不了發(fā)射端和接收端,這確實會給主機廠增加一定成本。但如果產(chǎn)量達到3萬套以上,成本就會下降,出貨價格如果能控制在1萬元以內(nèi),將有利于這項技術的普及。

對于很多用戶擔心的無線充電的電磁泄漏問題,接受記者采訪的幾位專家都認為,因為設備的耦合系數(shù)比較高,意味著發(fā)射能量幾乎都被接收端接收了,空氣中的輻射很少,電磁兼容性檢測發(fā)現(xiàn),還不如一個手機的輻射量大。

目前,無線充電的優(yōu)勢,特別在安全性上見長,因為沒有外露線纜,杜絕了高壓線纜帶來的安全隱患,同時設備的使用壽命較長。2020年,電動車無線充電技術產(chǎn)品很可能會大批量上市,因此,有關專家預計今年下半年,國內(nèi)有望發(fā)布電動車無線充電標準。

“電動汽車無線充電技術的發(fā)展前景極其廣闊?!敝齑翰◤娬{(diào),隨著標準、技術和產(chǎn)品的逐步成熟,電動汽車無線充電市場將會逐步拓展,前景無限。

來源:新能源汽車新聞ev

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