提及無線充電,很多伙伴會對這個功能叫好,無論是在開車還是上班時隨手放在充電面板上就可進行充電,至少不用隨身攜帶各種線束,但無線充電做不到真正的無線,仍需與充電版緊貼在一起;很多時候Qi充電面板還能夠將一些電子產品的防抖功能和芯片進行消磁,所以這樣的充電仍被不少用戶認為是“雞肋功能”。
但這都2021年了,充電技術也該有所突破了,能否真的擺脫束縛呢?小米拿出來研發成果:隔空充電技術。該技術可以在隔空充電樁周圍數米的半徑內,在任意位置實現無線充電。即使將手機拿在手里或者裝在口袋里,只要在充電樁的作用范圍內即可持續充電。
而小米隔空充電有別于只有CD碟大小的充電面板,體積接近一臺室內空氣凈化器的充電接收器;內部采用5個相位干涉天線用于手機空間定位,并由144個發射天線構成,通過波束成形將毫米波定向發射給手機。而小米這套隔空充電技術最高僅支持5瓦功率,相比起傳統無線充電只能躺在充電板上進行充電大有不同。
同樣,隨著大量普及的新能源汽車,充電問題仍是眾多新能源車主想要解決的問題,充電平臺眾多、充電操作繁復以及充電跳槍、充電故障等都是充電過程中無法回避的問題,這就使汽車無線充電技術越來越被重視。雖然無線充電即停即充大大提升了用戶的無感充電體驗,但如今仍沒有技術得以支撐其量產。接下來我們就盤一盤目前有哪些車企研發無線充電技術。
■ 盤點無線充電技術的車企
智己汽車
首先第一位的便是全新的造車新勢力——智己汽車,可以說智己汽車的一場發布會即重新挑戰了電池續航里程,又挑戰了行業對于充電設施的技術規范,不僅擁有1000公里的超長續航,還配備了全球首次量產裝備11KW大功率無線充電設備,官方宣稱,其充電效率幾乎與傳統插線充電效率無差異。
并且,官方強調“智己汽車采用的是電磁感應原理,并且該項技術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能量從發射端到接收端的傳輸。通過無線充電技術,我們可以避免車載充電機與地面端電源的直接連接”;值得注意11千瓦充電效率、電池溫控技術、電池熱失控保護等技術該如何解決;但從智己汽車新車時間規劃來看,2022年才能正式交付,所以智己汽車將無線充電技術交給了時間。
高通Halo無線充電
對于高通這個品牌,大家肯定不陌生。國內近85%的安卓移動設備終端都在使用來自高通驍龍系列芯片。但它不單單在半導體芯片全球領先,它還是一家導航、衛星、射頻互聯等技術的研發公司。而它所研發的汽車無線充電技術則在幾年前的FE電動方程式大賽中就率先使用。
其高通Halo無線充電系統則基于電磁協振式進行無線充電。并且在充電效率方面擁有更高的耦合系數,并且降低系統電流,在充電過程中能量損失要低于電流在傳統線纜的損失。同時,高通Halo可以根據用戶需求調整充電的功率,其范圍可以從6.6kW-20kW不等,所以充電效率上無需擔心。而應用在FE電動方程式大賽方面,更能方便安全車及時救援,至少不用為有事充電拔槍犯難。
并且,高通還與BMW i8、BMW 530e iPerformance車型上進行試驗;其中,BMW 530e iPerformance在2018年便作為全球首款出廠配備無線充電功能的汽車。
除了上面提到的兩家企業,目前還有奧迪、寶馬、奔馳、沃爾沃、豐田等汽車廠商都在研究電動汽車無線充電技術。而在國內市場從事該技術研究的機構并不多,主要以華為、中興新能源、比亞迪、北汽新能源以及中惠創智、新頁科技、有感科技等企業均有涉獵,不過目前國內市場還沒有一款支持無線充電的量產車型。而智己汽車若能在2022年左右實現量產,在國內汽車品牌中自然能夠脫穎而出。
■ 無線充電原理如何?
盤點汽車無線充電技術之前我們來聊聊無線充電與汽車無線充電的區別。“隔空充電”聽起來挺高端也挺“黑科技”,但實質上就是無線充電的一種,從使用方式來看,目前無線充電擁有三個大類:電磁感應、射頻以及電磁諧振無線充電。這幾種技術分別適用于近程、中短程與遠程電力傳送。
大家目前所使用的手機、耳機等無線充電方式,實際就是電磁感應無線充電,但其充電設備必須具備有線圈,而且在極近的距離下觸碰才能夠正常工作。
而小米所發布的隔空充電技術則是采用的射頻無線充電,通過內置的天線發射無線信號,被充電設備接收信號后,會把無線信號轉換為電力,實現充電。其無線充電的工作距離可以達到數米,這也是為何小米會把它作為重點技術進行專門發布。
最后一項電磁諧振無線充電同樣也需要線圈,但該技術的工作距離更遠;從技術特性上來講,電磁諧振無線充電解決了電磁感應帶來的觸控充電、充電位置以及充電設備多等問題,并且在使用成本上在三種無線充電中,使用便捷性要更高一些。同時也是當下車企研發的重要方向之一。
■ 汽車無線充電的難點在哪?
雖然我們已經列舉出來,目前市面上采用的無線充電技術,但對于汽車無線充電來說雖然解決了用戶們的“無感充電”體驗以及充電帶來的占用空間等問題,但對于充電技術來說,依舊存在無法逾越的障礙。
充電效率慢
首先便是無線充電技術遲遲未能變現商業化,目前乘用車最高充電功率僅達11千瓦,但其充電效率過低等同于傳統有線傳導式充電,整體設備成本相應會變大,相對應一塊幾千瓦的無線充電面板的售價在1萬元左右,而其充電效率等同于廠商附送的交流慢充樁。而這樣的來看,充電效率一樣的狀態下,對于空間的要求與有線充電近乎無疑,這就與家用充電樁無不異同。
而現在的汽車充電,一小部分乘用車無線充電系統的方案輸出功率超過了20千瓦,但大部分方案的功率只有不足10千瓦;同時,無線充電過程中其整流這一系列變電過程中,充電傳輸效率最快僅達到80%,相比有線充電效率能夠達到95%對比,無線充電僅能算是低效低能的充電辦法。
充電安全難
第二點便是充電安全難。目前新能源市場可以說剛剛在行業層面解決了電池起火、電池自燃等問題,但在安全角度來看,汽車無線充電技術首要的安全問題就是電磁波傳遞能量的手段。
相較手機、耳機無線充電發熱問題,汽車的電磁輻射大小是否會對人體產生傷害,不僅需要技術層面的具體論證,同時也需要用戶心理的安全建設。既然如此,單一的學習成本就已經夠全行業投入更多的人力物力與財力。并且,無線充電基礎設施的建設依舊是挑戰。對于現在的汽車充電聯盟,建設無線充電停車場不難,但作為公共資源能否普及,普及之后應用場景等都是需要面對的。
無線充電規范!
最后一項也是無線充電技術需要最終是的地點——無線充電的國家標準。新的技術需要普及,標準必須要先統一;在2020年初國家標準化管理委員會在公告中發布了《電動汽車無線充電系統 第1部分:通用要求》(GB/T 38775.1);《電動汽車無線充電系統 第2部分:車載充電機與充電設備之間的通信協議》(GB/T 38775.2)等共4項國家標準。規范了技術要求、性能要求、功能要求以及測試要求及試驗方法、互操作性要求等多種要求;
(國內針對汽車無線充電研發團隊)
但從目前的發展規劃來看,2020年無線充電互聯互通的標準才頒布大半,2022年,無線充電設施標準才會頒布。在這之前都是摸索和制定標準的過程,想要用上難度不小。參照新能源企業針對電池研究期限,該項技術至少是在未來十年才能夠足矣完善。
但不可否認的是一小部分走在科技前沿的企業針對無線充電技術的研究頗有心得,雖然未能成功實現量產,也足矣讓更多品牌伙伴看到其技術的先進性。
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