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              行業龍頭入局,電動汽車無線充電市場重燃希望?

              Hobby觀察 ? 來源:電子發燒友網 ? 作者:梁浩斌 ? 2024-01-01 00:27 ? 次閱讀

              電子發燒友網報道(文/梁浩斌)今年6月,特斯拉收購了一家歐洲的無線充電公司Wiferion,但10月又將這家公司出售了。有意思的是,特斯拉出售公司后,保留了這家公司的工程師。而最近,特斯拉首席設計師Franz von Holzhausen向媒體確認,公司正在開發無線充電技術。

              這波騷操作非常高效,相當于以最低成本將技術團隊挖到特斯拉。但同時值得關注的還有,這家公司此前一直在開發的無線充電技術。

              Wiferion有什么技術?為什么特斯拉需要無線充電?

              此無線充電非彼無線充電,我們經常談到的車載無線充電,一般是在座艙內為手機充電的無線充電板。但Wiferion公司的產品主要是針對電動工業車輛、無人駕駛運輸系統和移動機器人應用的無線能源系統,這種無線充電與一般手機上使用的無線充電不同,無線充電發射端和接收端不需要進行接觸,即兩者之間可以在一定距離下進行充電。

              Wiferion官網顯示,其首款產品是工業車輛用的非接觸式感應充電器etaLINK 3000系統,工作距離支持5mm到40mm,線圈偏差范圍在±30mm內。與此同時,etaLINK 3000無線充電系統可以實現充電自動化,即車輛靠近即可自動激活充電,系統在1秒內可以啟動,最高功率可以達到3kW。

              無線充電的技術路徑有多種,但真正具有應用潛力的主要是三種,分別是IPT(感應耦合)、RIPT(諧振感應耦合)和CWPT(電容耦合)。目前發展前景最好的是IPT和RIPT,前者用于小功率等設備充電,比如消費電子領域;后者主要用于大功率的無線充電場景,比如AGV、電動汽車等。

              而電動汽車必然是需要大功率充電,因此一般會使用RIPT方案。而Wierion的充電技術正好也適用于電動汽車,因此特斯拉收購其技術團隊當然也是為了自研大功率無線充電。

              電動汽車無線充電,需要解決的一個重要場景是與自動駕駛配合的自動補能。相信大家還記得多年前特斯拉展示過的類似蛇一般的充電機械臂,它能夠自動尋找到特斯拉電動汽車的充電口,并控制機械臂將充電槍插入進行充電,從而在充電的部分解放雙手。

              然而,在充電的部分用到機械臂,可想而知成本有多高。而在近幾年特斯拉再也沒有將這套方案拿出來展示,也說明這個項目可能已經被放棄。

              雖然說大功率無線充電系統相比普通的交流充電樁更貴,但也相比機械臂要便宜得多。比如汽車無線充電的車載端,成本大概接近傳統OBC的水平,而地面端的成本則是普通交流充電樁的3倍左右。

              通過自動泊車與無線充電的配合,當車輛泊進停車位時,自動對準了地面端的發射模塊,車輛就可以實現無感的自動充電。在未來自動駕駛的場景中,這樣的低成本自動補能方案可能會是特斯拉所選擇的。

              現階段大功率無線充電存在的問題

              實際上,電動汽車的無線充電量產要比大家想象的要早得多,早在1990年通用發布的概念車EV1上就配備了這項技術,并在1996年量產。但當時用的220V磁感應無線充電還需要將充電端手動跟對應的接收端連接才能進行充電,實際體驗跟有線充電沒什么區別。

              在2021年的上海車展上,國內多家車企,包括北汽、廣汽、上汽等新能源車型都推出了無線充電的模塊和技術,其中有一些甚至還量產了。比如上汽智己L7就支持選配11kW的無線充電,但顯然從市場角度來看,這項技術的推廣不算成功,畢竟連智己后續的車型都不再支持無線充電了。

              這或許是因為,無線充電選裝價格本身較高,現階段的電動汽車無線充電功率,其實也就7kW、11kW的水平,基本跟交流家充樁相同。多花的價格,充電速度慢的同時,在體驗上還未做到完全無感,停車依然需要手動的情況下,很難完全對準無線充電發射線圈,導致充電效率下降,甚至無法充電。

              所以,當自動泊車水平達到一定程度時,無線充電確實是能夠起到對交流家充樁的替代,并能夠提供更好的體驗。

              然而在自動泊車之外,RIPT無線充電技術在汽車上的應用其實也存在一些問題。因為發射端的充電板一般安裝在地面或是地下,如果發射端溫度過高,就很有可能點燃地面上的落葉、柳絮等易燃物。而自動泊車如果沒有停到適當的位置范圍內,接收線圈和發射線圈產生大幅度偏移,都會增加系統過熱的風險,同時大幅降低充電效率。

              另一方面,還要做好異物檢測的功能,比如硬幣、胸針等金屬物品,金屬物品一旦位于無線充電系統接收和發射端之間,在工作時可能會被加熱而發生火災的危險。生物檢測也同樣重要,包括小動物、小孩等,防止在工作時有生物進入充電區域而對其造成傷害。

              小結:

              總體看來,汽車大功率無線充電的主要問題是,功率小、對使用環境較為嚴苛、成本較高,當然其無感充電的優勢也是目前有線充電無法比擬的。如果作為家庭固定車位上的充電設備,無線充電依然有很大的想象空間,但這項技術還需要車企、自動駕駛等技術的互相配合,尤其是需要行業龍頭車企的大力推動,才有機會進入到大眾市場。

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