功率堪比快充桩,让汽车将像手机一样边走边冲电,这个黑科技靠谱吗?

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无线充电是不是新能源汽车一种全新的补能方式呢?至少沃尔沃是这样的想的。近日,沃尔沃官方称,其正在与合作伙伴一起,在城市使用环境测试车辆的无线充电功能。

事实上,无线充电并不是什么新鲜的玩意,特别是在手机领域里。曾几何时,在技术没有成熟之前,手机无线充电与快充一样也并未被行业看好,不过随着无线充电功率的加大,无线充电目前已经在市场上普及,就连此前对无线充电技术颇为排斥的苹果公司为了用户体验也投入了无线充电的怀抱,可见无线充电是真的香。

相比之下,新能源车领域对无线充电这种补能方式并不重视,甚至可以说是完全忽略。虽然新能源车最近这几年迎来的了爆发,充电桩经过多年的政策支持以及车企的布局,目前已经成为新能源车的补能的主流,而换电模式也在开始成为新的补能模式,唯独无线充电一直被落下。

那么为何沃尔沃此时开始重视无线充电这种补能模式呢?是不是意味着无线充电与此前的换电模式一样,也即将迎来新的风口?

1、无线充电即将迎来新风口?

在分析新能源车无线充电这种补能方式会不会成为下一个风口之前,我们来看一下何为新能源车的“无线充电”,据了解,电动汽车无线充电的基本原理与手机无线充电相类似。

如今国内外采用的无线充电方式均是在车辆底盘安装能量接收装置,在地面安装能量发射装置,通过电场与磁场的转换,将电能从地面端发送到车端,充到锂电池中。相比于主流的充电桩所采用的有线充电补能方式,无线充电由于无需电气连接,在一定程度上避免了有线充电在插拔充电枪头时可能产生的电火花,不仅更方便还大大提高了安全性与可靠性。

当然,过去这些年无线充电这种补能方式之所以长期被忽视也是有原因的,那就是它的缺点非常明显,目前来看主要是集中在设备成本高。目前新能源车的无线充电设备不仅需要大量的公共和私人投资而且还对充电环境要求严苛,维修费用大且远距离传输能耗较高等。可以说,成本高昂以及充电效率低成为了无线充电快速发展的两个重要的阻碍。

而这一次,沃尔沃之所以入局无线充电领域,很明显已经解决了大部分的问题,特别是充电效率。据沃尔沃介绍,此次为纯电XC40配备的无线充电功率可超过40kW,其充电速度已经不逊色于目前市场上的50kW直流快速充电桩,比接线的11kW交流充电桩快四倍左右。可以说,在充电效率上,经过多年的发展,至少在充电效率这一个关,无线充电具备大规模推广的第一步。

2、车企加紧入局无线充电

对于沃尔沃入局无线充电领域,其实大家并不意外,因为沃尔沃不会是第一个入局无线充电的车企,也不会是最后一个。早在2017年,宝马在推出全新5系轿车的时候就曾计划推出无线充电的版本。

根据介绍,宝马530Le搭载2.0T发动机和一台电动机组成的插电混动系统,其中2.0T发动机最大功率为135千瓦,峰值扭矩为290牛米;电动机最大功率为70千瓦,最大扭矩为250牛米;二者同时工作可输出185千瓦最大功率和420牛米的最大扭矩,百公里综合油耗更是低至1.9升。

该车在纯电状态下最大续航里程为61公里,可在发动机完全不用启动的纯电动模式下将车辆加速至140公里/小时,仅在4小时时间就可将车辆充满电。为此,宝马为它配备了一套3.2千瓦的无线充电系统。

虽然无线充电系统因为充电效率偏低,基本上没有大规模地推广开来,但却并不妨碍宝马在无线充电做的探索。

除了宝马以外,像上汽集团孵化的新势力品牌智己即将上市的L7也配备了一套11kW无线充电功能。此外,大众、丰田、一汽、吉利、上汽、比亚迪等国内外主流车企均已开启了无线充电技术的研发和布局,并形成了较为明确的量产规划。

不仅如此,在车企布局无线充电的时候,上下游企业也在加紧无线充电桩的生产研发工作。例如,高通在2017年就宣布已经完成了电动汽车行驶中进行无线充电的试验,即在路上增加感应式充电设备,这样汽车就可以边开车边充电。

除了高通外,像参股美国无线充电龙头企业、特斯拉无线充电供应商Evatran公司的万安科技在去年下半年在互动平台上就表示,公司新能源汽车无线充电技术基本成熟,即将进入小批量量产阶段。在3月7日,安洁科技在与投资者互动时也强调,“新能源汽车无线充电桩是新能源汽车无线充电系统其中一部分,公司新能源汽车无线充电系统已取得新能源汽车终端品牌客户定点项目合作,为了满足客户订单需求,目前公司正在不断扩充产能。”

可以说,在沃尔沃之后,已经有不少的车企正在瞄准了无线充电这个全新的风口。可以预见的是,随着越来越多车企入局,无线充电也会像快充模式的发展一样呈现百花争鸣的景象,为新能源汽车发挥自己的一份力量。

3、要实现无线充电,有哪些技术难点?

实现无线充电实际上并不难,电子产品的无线充电技术已经很成熟了,但要实现汽车级别的无线充电,难点却相当之多。

无线充电的原理并不复杂,基本上就是发射端通过变化的电流产生变化的磁场,接收端通过感应变化的磁场从而产生电流,但问题在于功率较低且对距离要求比较严格。

要实现整车级别的大功率无线充电技术,需要在发射端和接收端加入谐振网络,采用磁耦合谐振无线输电系统,即可将充电功率冲高。即小功率电器大多是感应式,大功率通常是谐振式。

不过在解决功率问题之后,还有个损耗问题。无线充电的一大理想条件就是设备之间最好能够紧贴在一起,一旦产生相对距离,就会产生负面影响,但汽车底盘通常离地100mm以上,有些SUV车型甚至要超过200mm,这回导致充电功率大打折扣。

此外,我们用电子设备的无线充电时存在这样的经验,设备与充电板之间的位置关系需要相当准确,有时候甚至将手机旋转180度放置就会导致线圈错位而无法充电。电动汽车的无线充电同样存在这个问题,车端和地端线圈之间的相对位置,甚至需要达到厘米级的精度。这也再次提醒我们,无线充电与自动泊车似乎是个“最佳拍档”。

当然还有安全问题。

无线充电发射端一般被布置在停车位地面上,如果停车位在室外,就需要保证即使在雷电雨雪、高温暴晒、低温冰冻等恶劣环境下依然可以有效工作。由于整车无线充电功率较高,系统需要具备对周围环境的活体检测功能,避免对出现在充电环境里面的小猫小狗,甚至是人产生伤害。同时系统还要能检测到出现在磁场范围内的金属异物,避免其被交变的磁场加热而对充电系统造成破坏。

最后,还会涉及到无线充电位的建设及成本问题,大功率输出导致尺寸偏大。无论是停车位还是车辆本身的安装,都存在一定难度。此外,目前的建设成本与其带来的有限便利性远远不成正比。

4、整车无线充电技术行业前景如何?

即便存在这样那样的问题,但作为汽车界的前沿技术,又是绑定新能源汽车的重点概念,大家对它的兴趣一点不弱,所以在成果方面,并不缺乏案例。

早在2018款的S550e混动轿车上,就应用了高通Halo WEVC(无线充电)技术。这套WEVC系统的无线充电功率可达3.6kW,用于给S550e上8kWh的电池充电。

宝马也曾为530e iPerformance车型搭载一套3.2千瓦的无线充电系统,为容量为9.2 kWh的电池充电,可在三个小时左右充满。

这两套无线充电系统都是服务于混动车型的,而中国这边,智己品牌下首款车型L7将配备无线充电,最高功率可达到11kw,最高效率可以达到90%以上。一小时充电量大约为 10.5 度。据官方消息,在新车交付之际,该功能即可上线。

随着智能+新能源汽车概念的兴起,传统汽车制造商略显疲态,在他们不擅长的“写代码”环节,各大型互联网“财阀”充当起了先驱者,甚至是教师爷。无线充电就是这场革命浪潮中的一小朵浪花,但也堪称一个典型代表,在人类使用体验的优化上,再微小的进步也能激发一场你争我夺的科技比拼。

目前市场已经形成了充电桩为主、换电为辅补能模式,然而在新能源汽车还没成为汽车主流时,“快充与换电”之争仍将继续存在。未来无论它们之间怎么争斗,谁会在某段时间成为站到上风,其实归根到底都是效率之争。只要这两种模式还没在成本与效率之间达到平衡,这种争斗仍将持续。

在它们争斗的同时,我们是否可以把目光放在无线充电上呢?要知道,在智能手机时代,无线充电也曾经被忽视过很长时间。如果无线充电可以迅速提高补能效率,未来未尝没有与充电桩一战的可能。

来源:雷科技,中国能源报,新浪汽车出品

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来自:车评速递
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