汽车无线充电即将成现实?“万物无线”的时代已经不远了!

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近日,在上海国家会展中心举办的第四届中国国际进口博览会(以下简称为“进博会”)正式拉开帷幕。

在此次进博会上向我们展示了一系列科技产品,最值得注意的是,在本届进博会上展示了一台无线充电装置,该装置所覆盖的范围可以达到一米范围之内,所有电器都可以进行自动无线充电!

根据相关人员介绍,这个无线充电装置技术可以把以往30%,甚至更高的无线充电中的功能损耗降低到10%以内。据悉该技术可以进一步应用在在家庭生活以及拥堵的高速公路路面,可以直接在地下铺设这个设备,让电动汽车在拥堵的时候也可以持续充电,消息一出来便再度引发市场对于无线充电发展的关注!

今天,我们就来讲讲无线充电背后的黑科技。

无线充电原理

1891年,特斯拉线圈的出现,开启了电能无线传输的时代。这里的特斯拉可不是满大街跑的“特斯拉”,而是一百多年前的一位伟大工程师——尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)。

关于电,他发明了交流电机、无线电系统、X光机等等,堪称“极客”的先驱。一百多年后,才有了现在大家所熟知的“特斯拉”汽车。

当年他有一个伟大的梦想——直接建设无线传输电网。他曾经计划在纽约建造一座高塔,用来横跨大西洋,无线传输电能,这一计划听起来就很疯狂。

策划一时爽,执行火葬场。这座高塔还没完工,他就意料之中的破产了,于是,计划搁浅。

在特斯拉的设想中,发电厂把电能以无线电波的方式,输送到世界各地。这样一来,人类将彻底摆脱电线,只需要安装一个小设备,就可以取电用电。

虽然,特斯拉的伟大宏愿最终没有实现,但无线输电技术的原理,一直到现在也没有变过。

高中物理老师告诉我们,通过电流的导体周围会产生磁场,变化的电流,就会产生变化的磁场。

反过来,导体在变化的磁场中,也会产生电流,这是电磁感应原理。

如果我们把这两者组合起来,就可以利用磁场,在没有物理接触的情况下,传输电能了。

说到无线传输能量,其实我们用的电磁炉,也是无线传输能量。电磁炉线圈产生的磁场,让金属锅底里产生电流,电流一通,开始做功。好吃的东西,就烧熟了。

手机无线充电,也是同样的道理。充电发射端中产生不断变化的磁场,手机的充电接收端线圈,会产生相应的感应电流,利用这个电流可以给手机电池进行充电。

既然如此,把这两个线圈都做大,发射端装在地上,接收端装在车上。不就无线充电了么?

那为啥飞行汽车都快诞生了,新能源车上还是没有无线充电呢?主要有以下几个原因。

汽车无线充电的瓶颈

充电功率不足

通过磁场来传递电能,无线充电就好比是喀秋莎火箭,全方位火力覆盖。有线充电直接通过导线传输,就好比是制导导 弹,精确命中。

无线充电的效率始终比有线充电低。充电功率越大,能量损失和设备发热也会越大。所以在快充领域,有线充电是有绝对优势的。

对环境要求苛刻

地面上充电车位,每天受着风吹雨打,时常还会有积水甚至积雪。

有线充电的充电头可以藏在充电桩内,避免进水造成损坏。无线充电设备直接布置在地面上,对设备的防水防尘要求会更高。

泊车精度要求高

无线充电的发射器与接收器,位置不能相差太多,需要精准地对齐。

在空间上的长宽高,但凡有任意一个尺度超过临界距离,都会造成充电效率的大幅下降,充电速度降低,直接影响充电体验。这也是苹果为啥要搞Magsafe的原因。

充电安全

电磁感应式的无线充电,在充电发射端和接收端之间不能有金属异物,也不能有小猫、小狗,不然会造成危险。异物侵入和生物防护非常重要。

此外,充电过程中磁场的辐射,也是一个备受关注的问题。

好在这些问题已经都被工程师,完美解决了。汽车无线充电的梦想,可能很快就要照进现实了。

无线充电的难题如何解决?

充电功率问题

根据智己汽车公布的消息,在他们最新的车型L7上,就会提供搭载11kW无线充电的配置。

传统家用慢充桩,充电功率一般只在3.3kW或7kW左右,对于续航400-500km的电动汽车,勉强够用。

可现在是2021年了,流行1000公里的续航。大家都在车上装个90-100度电,这个速度就有点力不从心了。

11kW意味着8小时大概能补电80度,理论上一晚上可以增加600km以上的续航,对于日常行驶足够用了。最关键的是这是无感充电,体验极好,让你爱上充电。

异物侵入问题

小猫小狗的问题怎么办呢?可以在发射端安装毫米波雷达,来探测充电区的异物。在充电过程中,通过红外成像,进行实时生物体检测。

一旦有小猫、小狗靠近,系统可以根据远近程度,选择相应防护策略。离得远的时候,先把功率降下来;靠近了停止充电,走了之后再自动恢复充电。

无线充电的政策支持

在之前,国家就不断出台相关政策支持“无线充电”不断发展。在国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》重点点名“无线充电”,提出要“加强智能有序充电、大功率充电、无线充电等新型充电技术研发”。国家标准化委员会也发布了电动汽车无线充电系统第5、6、7部分,将于2022年5月1日正式实施。

无线充电行业迎来大发展

根据外媒报道,大众集团正与美国田纳西大学诺克斯维尔分校、橡树岭国家实验室(ORNL)合作研发无线充电技术。该技术基于保时捷Taycan高功率无线电动汽车充电技术进行改造,项目最终目标是将充电功率提升至300kW。最终目标实现的话,就可以使得电动车在短短十分钟之内就充电至80%

国内目前已有包括大众、沃尔沃、丰田、一汽、吉利、上汽、比亚迪等国内外主流车企,都对无线充电展开了技术研发和布局,并形成了较为明确的量产规划。另外,华为今年5月也公开了一项名叫"一种无线充电车位泊车推荐方法及系统"的专利。

随着科技不断发展,几大智能手机品牌都纷纷都已经开始支持无线充电,未来关于无线充电的发展前景自然不必多说,应用场景也更加多元化,手机即放即充,既方便又快捷。

与此同时,电动汽车无线充电更是不需要人操作,车辆自动泊车后可以自动开启充电,这与电动汽车未来的自动驾驶、智能网联发展方向相契合,我们也即将进入一个“万物无线”的时代!

文章来源: 九正无线充电器,充电桩管家

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