Разработка новых энергетических транспортных средств идет полным ходом, и вопрос восполнения энергии также стал одним из вопросов, которым отрасль уделяет пристальное внимание. Пока все обсуждают преимущества перезарядки и замены аккумуляторов, существует ли «План C» для зарядки транспортных средств на новых источниках энергии?
Возможно, под влиянием беспроводной зарядки смартфонов, беспроводная зарядка автомобилей также стала одной из технологий, которые преодолели инженеры. По сообщениям СМИ, не так давно технология автомобильной беспроводной зарядки получила прорывные исследования. Группа исследований и разработок заявила, что беспроводная зарядная панель может передавать мощность в автомобиль с выходной мощностью 100 кВт, что может увеличить уровень заряда аккумулятора на 50% в течение 20 минут.
Конечно, технология автомобильной беспроводной зарядки — не новая технология. С появлением новых энергетических транспортных средств различные силы уже давно изучают возможности беспроводной зарядки, в том числе BBA, Volvo и различные отечественные автомобильные компании.
В целом, технология беспроводной зарядки автомобилей все еще находится на ранней стадии, и многие местные органы власти также пользуются этой возможностью, чтобы изучить более широкие возможности для будущего транспорта. Однако из-за таких факторов, как стоимость, мощность и инфраструктура, технология автомобильной беспроводной зарядки получила широкое распространение. Есть много трудностей, которые еще предстоит преодолеть. Новую историю о беспроводной зарядке в автомобилях рассказать пока непросто.
Как мы все знаем, беспроводная зарядка не является чем-то новым в индустрии мобильных телефонов. Беспроводная зарядка для автомобилей не так популярна, как зарядка для мобильных телефонов, но она уже привлекла множество компаний, желающих воспользоваться этой технологией.
В целом существует четыре основных метода беспроводной зарядки: электромагнитная индукция, резонанс магнитного поля, связь электрического поля и радиоволны. Среди них мобильные телефоны и электромобили в основном используют электромагнитную индукцию и резонанс магнитного поля.
Среди них беспроводная зарядка с помощью электромагнитной индукции использует принцип электромагнитной индукции электромагнетизма и магнетизма для выработки электроэнергии. Он имеет высокую эффективность зарядки, но эффективное расстояние зарядки короткое, а требования к месту зарядки также строгие. Условно говоря, магнитно-резонансная беспроводная зарядка имеет меньшие требования к местоположению и большее расстояние зарядки, которое может поддерживать от нескольких сантиметров до нескольких метров, но эффективность зарядки немного ниже, чем у первой.
Поэтому на ранних этапах изучения технологии беспроводной зарядки автомобильные компании отдавали предпочтение технологии беспроводной зарядки с помощью электромагнитной индукции. Представительские компании включают BMW, Daimler и другие автомобильные компании. С тех пор технология магнитно-резонансной беспроводной зарядки постепенно получила распространение, представленная такими поставщиками систем, как Qualcomm и WiTricity.
Еще в июле 2014 года BMW и Daimler (ныне Mercedes-Benz) объявили о соглашении о сотрудничестве по совместной разработке технологии беспроводной зарядки для электромобилей. В 2018 году BMW начала производить систему беспроводной зарядки и сделала ее дополнительным устройством для подключаемой гибридной модели 5-й серии. Его номинальная мощность зарядки составляет 3,2 кВт, эффективность преобразования энергии достигает 85%, и его можно полностью зарядить за 3,5 часа.
В 2021 году Volvo будет использовать чисто электрическое такси XC40, чтобы начать эксперименты с беспроводной зарядкой в Швеции. Volvo специально создала несколько испытательных полигонов в городском Гетеборге, Швеция. Зарядным транспортным средствам необходимо припарковаться только на беспроводных зарядных устройствах, встроенных в дорогу, чтобы функция зарядки автоматически запустилась. Volvo заявила, что мощность беспроводной зарядки может достигать 40 кВт, и он может проехать 100 километров за 30 минут.
В области автомобильной беспроводной зарядки моя страна всегда была в авангарде отрасли. В 2015 году Научно-исследовательский институт электроэнергетики Южной электросети Китая построил первую в стране испытательную полосу для беспроводной зарядки электромобилей. В 2018 году SAIC Roewe выпустила первую чисто электрическую модель с беспроводной зарядкой. В 2020 году компания FAW Hongqi выпустила Hongqi E-HS9, поддерживающую технологию беспроводной зарядки. В марте 2023 года компания SAIC Zhiji официально представила свое первое решение для интеллектуальной беспроводной зарядки автомобиля мощностью 11 кВт.
А еще Tesla является одним из исследователей в области беспроводной зарядки. В июне 2023 года Tesla потратила 76 миллионов долларов США на приобретение Wiferion и переименовала ее в Tesla Engineering Germany GmbH, планируя использовать беспроводную зарядку по низкой цене. Ранее генеральный директор Tesla Маск негативно относился к беспроводной зарядке и критиковал беспроводную зарядку как «низкоэнергетическую и неэффективную». Теперь он называет это многообещающим будущим.
Конечно, многие автомобильные компании, такие как Toyota, Honda, Nissan и General Motors, также разрабатывают технологию беспроводной зарядки.
Хотя многие стороны провели долгосрочные исследования в области беспроводной зарядки, технология автомобильной беспроводной зарядки еще далека от реальности. Ключевым фактором, ограничивающим его развитие, является власть. Возьмем, к примеру, Hongqi E-HS9. Технология беспроводной зарядки, которой он оснащен, имеет максимальную выходную мощность 10 кВт, что лишь немного выше, чем мощность 7 кВт у устройства медленной зарядки. Некоторые модели могут обеспечить мощность зарядки системы только 3,2 кВт. Другими словами, никакого удобства при такой эффективности зарядки нет вообще.
Конечно, если мощность беспроводной зарядки будет улучшена, это может быть другая история. Например, как говорилось в начале статьи, группа исследований и разработок достигла выходной мощности 100 кВт, а это означает, что если такая выходная мощность может быть достигнута, автомобиль теоретически можно полностью зарядить примерно за час. Хотя это пока сложно сравнивать с суперзарядкой, это все же новый выбор для восполнения энергии.
С точки зрения сценариев использования, самым большим преимуществом автомобильной технологии беспроводной зарядки является сокращение количества операций, выполняемых вручную. По сравнению с проводной зарядкой владельцам автомобилей необходимо выполнить ряд операций, таких как парковка, выход из автомобиля, взятие пистолета, подключение и зарядка и т. д. Сталкиваясь со сторонними зарядными устройствами, им приходится заполнять различную информацию. , что является относительно трудоемким процессом.
Сценарий беспроводной зарядки очень прост. После того, как водитель припаркует автомобиль, устройство автоматически распознает это и затем заряжает его по беспроводной сети. После полной зарядки автомобиль сразу же уезжает, и владельцу больше не нужно выполнять никаких операций. С точки зрения пользовательского опыта, это также даст людям ощущение роскоши при использовании электромобилей.
Почему автомобильная беспроводная зарядка привлекает столько внимания со стороны предприятий и поставщиков? С точки зрения развития, наступление эры беспилотных автомобилей также может стать временем для масштабного развития технологии беспроводной зарядки. Чтобы автомобили действительно были беспилотными, им нужна беспроводная зарядка, чтобы избавиться от оков зарядных кабелей.
Поэтому многие поставщики зарядных устройств очень оптимистично оценивают перспективы развития технологии беспроводной зарядки. Немецкий гигант Siemens прогнозирует, что к 2028 году рынок беспроводной зарядки для электромобилей в Европе и Северной Америке достигнет 2 миллиардов долларов США. С этой целью еще в июне 2022 года Siemens инвестировала 25 миллионов долларов США в приобретение миноритарной доли в поставщике беспроводной зарядки WiTricity. содействовать технологическим исследованиям и разработкам систем беспроводной зарядки.
В Siemens считают, что в будущем беспроводная зарядка электромобилей станет обычным явлением. Помимо повышения удобства зарядки, беспроводная зарядка также является одним из необходимых условий для реализации автономного вождения. Если мы действительно хотим запустить беспилотные автомобили в больших масштабах, без технологии беспроводной зарядки не обойтись. Это важный шаг в мир автономного вождения.
Конечно, перспективы велики, но реальность безобразна. В настоящее время способы пополнения энергии электромобилей становятся все более разнообразными, и перспектива беспроводной зарядки весьма ожидаема. Однако с текущей точки зрения технология автомобильной беспроводной зарядки все еще находится на стадии тестирования и сталкивается со многими проблемами, такими как высокая стоимость, медленная зарядка, противоречивые стандарты и медленный прогресс коммерциализации.
Проблема эффективности зарядки является одним из препятствий. Например, мы обсуждали вопрос эффективности вышеупомянутого Hongqi E-HS9. Низкая эффективность беспроводной зарядки подверглась критике. В настоящее время эффективность беспроводной зарядки электромобилей ниже, чем у проводной зарядки из-за потерь энергии при беспроводной передаче.
С точки зрения затрат необходимо дальнейшее сокращение автомобильной беспроводной зарядки. Беспроводная зарядка предъявляет высокие требования к инфраструктуре. Зарядные компоненты обычно размещаются на земле, что потребует модификации грунта и других проблем. Стоимость строительства неизбежно будет выше стоимости обычных загрузочных свай. Кроме того, на ранней стадии продвижения технологии беспроводной зарядки промышленная цепочка еще незрела, а стоимость соответствующих деталей будет высокой, даже в несколько раз превышающей цену бытовых зарядных устройств переменного тока той же мощности.
Например, британский автобусный оператор FirstBus рассмотрел возможность использования технологии беспроводной зарядки в процессе электрификации своего парка. Однако после проверки выяснилось, что каждый поставщик наземных зарядных панелей указал цену в 70 000 фунтов. Кроме того, стоимость строительства дорог с беспроводной зарядкой также высока. Например, стоимость строительства 1,6-километровой дороги для беспроводной зарядки в Швеции составляет примерно 12,5 миллионов долларов США.
Конечно, проблемы безопасности также могут быть одной из проблем, ограничивающих технологию беспроводной зарядки. С точки зрения воздействия на организм человека беспроводная зарядка не имеет большого значения. Во «Временных правилах радиоуправления оборудованием для беспроводной зарядки (передачи энергии) (проект для комментариев)», опубликованном Министерством промышленности и информационных технологий, говорится, что спектр 19–21 кГц и 79–90 кГц предназначен исключительно для автомобилей с беспроводной зарядкой. Соответствующие исследования показывают, что только когда мощность зарядки превышает 20 кВт и тело человека находится в тесном контакте с зарядной базой, это может оказать определенное воздействие на организм. Однако это также требует от всех сторон продолжать популяризировать безопасность, прежде чем она будет признана потребителями.
Независимо от того, насколько практична технология автомобильной беспроводной зарядки и насколько удобны сценарии использования, предстоит еще пройти долгий путь, прежде чем ее можно будет коммерциализировать в больших масштабах. Если выйти за пределы лаборатории и реализовать это в реальной жизни, то путь к беспроводной зарядке для автомобилей будет долгим и трудным.
В то время как все стороны активно изучают технологию беспроводной зарядки для автомобилей, также незаметно возникла концепция «зарядных роботов». Болевые точки, которые предстоит решить с помощью беспроводной зарядки, представляют собой проблему удобства зарядки для пользователя, которая в будущем дополнит концепцию беспилотного вождения. Но в Рим ведет не одна дорога.
Таким образом, «зарядные роботы» также начали становиться дополнением к интеллектуальному процессу зарядки автомобилей. Не так давно новая экспериментальная база энергосистемы Национальной демонстрационной зоны зеленого строительства Пекинской субцентральной строительной зоны запустила полностью автоматический робот для зарядки автобусов, который может заряжать электрические автобусы.
После того, как электробус въезжает на зарядную станцию, система технического зрения фиксирует информацию о прибытии транспортного средства, а фоновая диспетчерская система немедленно выдает роботу задание на зарядку. С помощью системы поиска пути и шагающего механизма робот автоматически подъезжает к зарядной станции и автоматически захватывает заряжающий пистолет. , используя технологию визуального позиционирования для определения местоположения порта зарядки электромобиля и выполнения операций автоматической зарядки.
Конечно, автомобильные компании тоже начинают видеть преимущества «зарядных роботов». На Шанхайском автосалоне 2023 года Lotus представила робота для зарядки флэш-памяти. Когда автомобиль необходимо зарядить, робот может выдвинуть свою механическую руку и автоматически вставить зарядный пистолет в зарядное отверстие автомобиля. После зарядки он также может самостоятельно вытащить орудие, выполняя весь процесс от запуска до зарядки автомобиля.
Напротив, зарядные роботы не только обладают удобством беспроводной зарядки, но также могут решить проблему ограничения мощности беспроводной зарядки. Пользователи также могут насладиться перезарядкой, не выходя из автомобиля. Конечно, зарядные роботы также будут связаны с затратами и интеллектуальными проблемами, такими как позиционирование и обход препятствий.
Резюме: Вопрос пополнения запасов энергии для транспортных средств на новой энергии всегда был вопросом, которому все стороны отрасли придают большое значение. В настоящее время решение по перезарядке и решение по замене аккумулятора являются двумя наиболее распространенными решениями. Теоретически этих двух решений достаточно для удовлетворения потребностей пользователей в пополнении энергии в определенной степени. Конечно, дело всегда движется вперед. Возможно, с наступлением эпохи беспилотных автомобилей беспроводная зарядка и зарядные роботы откроют новые возможности.
Время публикации: 13 апреля 2024 г.