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无线充电,对电动汽车来说有用么?

发布时间:2020-05-23 18:24:07 所属栏目:通讯 来源:网络整理
导读:无线充电,对电动汽车来说有用么?
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(原标题:无线充电,对电动汽车来说有用么?)

前一阵,国家发布了关于“电动汽车无线充电”的一系列国家标准。国家标准化管理委员在公告中发布:《电动汽车无线充电系统 第1部分:通用要求》(GB/T 38775.1)、《电动汽车无线充电系统 第2部分:车载充电机与充电设备之间的通信协议》(GB/T 38775.2)、《电动汽车无线充电系统第3部分:特殊要求》(GB/T 38775.3)、《电动汽车无线充电系统第4部分:电磁环境限值与测试方法》(GB/T 38775.4)共4项国家标准。

该标准体系规划标准18项,规范电动汽车无线充电系统在公共以及私人应用领域的技术要求、性能要求、功能要求、安全要求、通信协议、测试要求及试验方法、互操作性要求及测试方法、施工验收、运行维护等。本次发布4项国家标准,还有4项国标正在编制过程中。

无线充电,在如今这个年代,并不是什么新鲜玩意。

尤其对于诸位正在用手机的朋友们来说,可能刚刚把手机从无线充电板上拿起来。不过对于电动汽车来说,无线充电技术一直都处在“只闻其声,不见其人”的阶段,尽管近几年有不少车企展示过实车无线充电功能,但终究未能在量产车上搭载,更谈不上普及了。

理论上说,电动汽车无线充电技术不仅仅能够极大提高用户用车的体验,更是为未来自动驾驶使用场景无人化的最后一环做好了铺垫。而之所以迟迟未能真正走向市场,其中一个重要原因就是各个国家对该技术未能尽早制定统一标准,从而产生了一系列的“连锁反应”,导致难以规模化、市场化。只有相关标准确定后,行业有可能真正快速发展。

颇有意思的是,在此次发布的国标中,除了由中电联、中国电力企业联合会主导,以及电科院、中汽研两个政府部门的参与,还有唯一一家外企参与了国标制定——WiTricity公司。其实WiTricity还曾参与过北美(SAE J2954)和欧洲(ISO 19363、IEC 61980)两大市场的电动汽车无线充电标准的制定。

这家公司什么来头?这得从无线充电技术本身讲起。

无线充电,起源于迈克尔·法拉第的电磁感应,由尼古拉斯·特斯拉发明,直到近10年才真正落地应用。目前主要有三种方式:电磁感应式、电磁共振式、无线电波式;不过其中无线电波式由于是通过将电磁波转换为电能,所以功率与安全性的平衡问题棘手,目前应用较少,这里暂且不提。

(尼古拉斯·特斯拉对全球无线充电的设想)

电磁感应式,简单理解即是变压器的原理,向初级线圈输送电能,使得次级线圈耦合感应产生电流,从而实现将能量从一端“无线”传输至另一端。

(手机无线充电器原理示意图,图/Real Engineering)

这种方式的原理和硬件要求相对简单,相关标准制定较早,例如我们熟知的Qi无线充电标准是由WPC(Wireless Power Consortium,无线充电联盟)制定。所以这类充电技术已经实现了规模化,其生产成本较低,且经过了市场的考验,较为普及。

缺点则是由于技术原理本身的限制,传输距离太短,随着距离增加,无线充电的损耗会增大,效率降低。所以这也是为什么当手机离开无线充电板稍远一点,就无法充电的原因。

电磁共振式,简单理解即是电磁感应式的“升级版”,本质上是通过电磁共振的技术,在松耦合情况下,提高电磁感应传输效率,从而在保证效率的同时,实现较长的传输距离(充电距离、充电面积比电磁感应方式提升10倍以上)。

(2007年MIT教授Marin Solja?i?团队展示的电磁共振无线充电技术)

2007年MIT教授Marin Solja?i?团队撰写论文,并展示了电磁共振无线充电技术,用两个5匝铜线圈作为两端,在两米的距离点亮了60W功率的灯泡,效率约为45%。随后该研究团队就采用项目的名字,成立了一家私人公司,即WiTricity,并以此技术申请了相关专利。

相比于电磁感应式,电磁共振式的特性显然更加符合电动汽车无线充电的需求。所以在技术展示公布不久,WiTricity就接到了奥迪、宝马、克莱斯勒、捷豹、日产和丰田抛来的橄榄枝,纷纷表示愿意与其合作。

然而得到资金支持后,应用于电动汽车的无线充电技术发展,并没有如预期般美好。真正落地的车型寥寥无几,例如2018年宝马展示的530e iPerformance,能够以3.2kW的功率无线输送电能。

(编辑:555手机网)

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