停车自动充电?这项黑科技,和续航焦虑说再见

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时至如今,无线充电对我们而言已经不是什么新技术,毕竟在消费电子领域已经用了很多很多年了,而且它们的充电速度也相当快,就拿OPPO 7月发布的“仙贝”无线充电器来说,它的充电功率已经达到了65W,想起苹果的有线快充才20W,真是弱鸡。

这么一个在消费电子领域如此成熟的技术,能支持的汽车却寥寥无几,现在大家都抱怨电动车充电慢、充电麻烦,如果以后每个停车场的车位都配备无线充电,利用这些碎片化的时间给车补充能量,不很美滋滋吗?

无线充电

那问题又来了,给汽车普及无线充电,为什么这么难?

我们先从无线充电的原理说起。

「 高中毕业就能做无线充电? 」

无线充电技术常见三大类,分别是电磁感应、磁共振以及微波谐振。

电磁感应:

电磁感应原理的依据就是我们高中物理学过的法拉第电磁感应定律,简单来说就是A、B两个线圈平行放置,A线圈接入交流电产生磁场,这些变化的磁场会让B线圈感应出交变的电流。目前基于电磁感应的无线充电已经广泛应用于消费电子领域。

优点:结构简单,传输效率高

缺点:送电距离近(cm级)

无线充电

磁共振:

其实磁共振和电磁感应的原理基本一致,只是A、B线圈都各自并联了电感/电容从而组成LC并联谐振电路,当驱动电路驱动A线圈产生谐振时,B线圈也能产生频率相同的谐振,我们知道物体发生共振的时候,能量会得到高效的传输,这就是借助磁共振实现的无线充电。

优点:送电距离远(m级),支持多个设备同时充电,支持功率较大

缺点:传输效率较电磁感应低

无线充电

微波谐振:

微波谐振的原理就和上述的两者有很大的差异了,它把能量转化为微波,接收方接收微波之后,再通过共振和整流电路将其还原成可供设备充电的直流电。这种方式和我们常见的WiFi很相似,收发双方都各自有一条接受能量的天线。

优点:对位置没需求,能接收到信号的地方都能充电

缺点:充电功率、传输效率超级低

目前看来,电磁感应和磁共振两种方式都适用于汽车无线充电,翻了一下相关资料,目前国内外已经有不少车企已经开展了这个领域的探索。

「 无线充电?日产9年前就在做了 」

早在2011年,日产就在聆风原型车上装配无线充电系统,而到2012年,美国Evatran公司则为其开发了可实现量产的无线充电技术。Evatran后来还为特斯拉开发了Plugless Power系统,可适配Model S。

Plugless Power
(为日产聆风适配的无线充电系统)

这套Plugless Power应用了电磁感应原理,当然Model S的车底也需要加装16kg重的接收模块。据了解,Plugless Power峰值充电功率7.2kW,每小时可以为Model S增加32km的续航。

无线充电
(Plugless Power为Model S适配的无线充电套件)

除了日产、特斯拉之外,包括宝马、沃尔沃、奥迪、本田都尝试过给电动车匹配无线充电。当然,推进这项技术的不只有车企,苏州市政府还联合科技企业建造了一条长约500m的“三合一”电子公路,经过改造的电动车在这条路上能实现“边行驶边充电”。

无线充电

无线充电

如果我们把日产聆风匹配无线充电模块作为这项技术的起点,那到现在也有将近10年的时间了。从大部分尚未实现量产的方案看,目前无线充电的输电效率已经达到了较高水平(像高通Halo的输电效率已经达到90%,还能兼容最高6.6kW的充电标准),那为什么汽车到现在还不能普及呢?个人认为这当中包含了4点原因。

「 车用无线充电为何还没普及 」

1.电动车保有量太小

虽说汽车无线充电技术在9年前已经问世,但电动车的保有量却是近3~4年才明显增长。市场做大了才能带动上下游产业发展,从而催生新的技术,所以车用无线充电技术一直没普及,电车保有量太小可以说是最大的因素。

除了市场之外,还有关乎技术、安全的问题。

1.缺少统一的技术标准

刚刚我们也写到,目前参与到汽车无线充电的企业不仅有传统车企、还有像高通、华为这样的科技企业,他们都想成为该领域的标准制定者,尽管SAE(美国机动车工程师学会)在数年前就推出了针对电动车的无线充电标准(SAE TIR J2954),但因为汽车的特殊性,标准的最终确立还涉及到不同国家的电磁管理标准条例,就像每一代移动通讯技术都涉及到不同的频段,技术标准的统一不是一蹴而就的事。

2.容易造成安全隐患

无论是应用电磁感应技术还是磁共振技术,它们都有两个用于电生磁、磁生电的线圈,怎么保证两个线圈圈中不存在异物呢?要知道任何金属部件落到圈中,都可能产生电流,而电流就会产生热量,热量就可能引燃附近的杂物了。

如果每个支持无线充电的车位都需要安排人员去管理维护,又增加了成本,到头来还不如即插即用的充电枪实际。

3.公众“谈磁”色变

人体暴露在正常的电磁辐射环境下,是不会影响到身体健康的,但因为车用无线充电功率大,加之技术标准尚未统一,所以充电期间电磁辐射的水平也无从考究。

「 无线充电解放双手 」

在今年5月份,国家标准化管理委员会公布了GB/T 38775国家推荐性标准(将于今年11月实施),当中就包含了《电动汽车无线充电系统》那部分,里面涉及到车载充电器、充电设备之前的通信协议。由此可见,国家也在积极推进该技术。

无线充电

而随着电动车保有量的增多,无线充电也很快会来到我们身边,毕竟它能给寸金尺土的老城区停车场省下安装充电桩的空间,能利用停车的时间给车辆提升续航,很大程度缓解了电动车的充电焦虑。

更关键的是,难道你们就不觉得公共桩的那根充电枪又脏又重吗?

来源:皆电

作者:黄瓜

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