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无线充电能否成为充电桩的好搭档?

2019-3-16 10:46| 发布者: admin| 查看: 198| 评论: 0

摘要:   近日,WiTricity宣布并购高通旗下的电动车无线充电业务,并计划未来在中国推荐电动汽车无线充电技术落地。事实上,WiTricity并非首家研发汽车无线充电的企业,包含奔驰、宝马、沃尔沃和中兴等世界知名车企与相关 ...

  近日,WiTricity宣布并购高通旗下的电动车无线充电业务,并计划未来在中国推荐电动汽车无线充电技术落地。事实上,WiTricity并非首家研发汽车无线充电的企业,包含奔驰、宝马、沃尔沃和中兴等世界知名车企与相关厂商,早已展开对汽车无线充电方面的研究,甚至该技术已在海外宝马530e等车型中实现量产。

  相比国内乃至全球范围广泛使用的充电桩,纯电动汽车无线充电概念,对国内用户来说或许还有些陌生,何况就普及率而言,汽车无线充电在应用层面只能算是“刚刚起步”。既然如此,大力发展甚至推进“无线充电”技术的意义何在?

  充电桩与无线充电的现状与发展

  先来了解一下充电桩与无线充电技术的现状:

  据2018年第一批充电设备招标文件显示,目前我国直流“快充桩”仍以功率为60kW的版本为主(占比40%),功率达100kW以上和120kW的充电桩占比均不超30%,另外还有部分功率为7kW和3.5kW的交流“慢充桩”。

  为了进一步缩短纯电动汽车的充电时间,包括我国在内,发展大功率充电桩已成为全球各国的大势所趋。

  比如欧洲快速充电联盟Ionity首个超快速充电站已投入使用,而我国已先后在北京等地建立360kW大功率充电桩示范项目,同时部分公交车已使用350kW充电设施,可以说,大功率充电桩的前景可期,但充电转本身的局限性又不可以被忽视:

  1、场地问题,充电桩建设仍需“圈地”,且与之相关的配套设施也会占用一定的土地资源,对现有充电桩分布区域升级改造或许是可行方案。

  2、有别于“现役”充电桩,提升充电桩输出功率无疑要从电流和电压两方面入手,不过目前相关核心硬件仍需进口,在使用安全性与成本控制方面都提出了更高要求。

  3、纯电动车辆自身的升级,如果要兼容大功率充电设备,车内的相关线路需拥有更大的承载力,同时伴随充电功率的提升,动力电池的散热能力也必须强化,技术层面存在系统性的难度,降低车辆成本与售价更是“矛盾点”。

  4、大功率充电设备在工作过程中难免对城市电网构成压力,特别是电动车分布较密集的地区。

  举两个稍显“极端”的例子:

  澳大利亚Tritium公司曾在2018年投放了一款充电功率达475kW的充电桩,可不幸的是,市场中支持该充电桩的车型屈指可数,仅有保时捷即将推出的Taycan支持该充电技术,可是该车现在还没有发布并上市。

  此外,后者借助800V高压快充技术,可在15分钟内将电池电量从0充至80%,技术虽然超前,但高达9万美元(约60.2万人民币)的预计起售价,也让能享受到这个技术的人成为少数。

  毕竟,推广大功率充电设备是为了提升用户的出行便利性,而不是给少数有钱人制造奢侈的大玩具,对吧?

  反观汽车无线充电设备:

  虽然宝马将成为首家在国内推出“无线充电”技术的车企,但该技术的应用普及度仍相当有限,特别是在家用车领域。

  简言之,汽车无线充电目前象征意义仍大于实用意义。以海外版宝马530e iPerformance车型为例,其可用的无线充电装置功率仅为3.2kW,更加接近于“慢充桩”,这个性能用于PHEV车型还能接受,对纯电动车型有太大的局限性。

  好在个别车企已开始推动高功率无线充电技术的研发,比如沃尔沃对Momentum Dynamics公司进行投资,并计划将高功率感应充电技术应用于商用电动汽车等领域。得益于将相关配套设备能够“铺设”在地面,且不存在外露连接组件(譬如充电枪),因而无线充电技术在空间利用和可靠性均方面具有一定优势。

  而且,除了上文的“停车充电”方式外,无线充电相对于充电桩的差异化竞争力在于其还支持移动式充电!

  移动式充电——无线充电的杀手锏

  2017年雷诺纯电动厢式货车已在法国完成了动态无线充电测试,测试中最高时速达到了100km/h,而实验路段的充电功率为20kW。

  就在去年,我国首条电动汽车移动式无线充电实验路段完成验收,充电功率同为20kW,拥有80%的转化率,磁场强度远低于国际标准27uT,车辆行驶时速可超过60km/h。

  不过汽车无线充电路段的建设或面临较高成本,加之养护和铺装难度等问题,即便该技术的优势明显,可想让它“替代”充电桩布设在城市的每个角落不太现实。

  “标准”也是无线充电技术绕不过去的坎

  以大家最为关心的辐射问题为例,根据国际卫生组织公布的标准来看,电场不高于83V/m,磁场不高于27uT对人类健康没有危害,而我国《电磁环境控制限值》(GB8702-2014) 中明确标示,电场与磁场强度的限定值分别为47 V/m 和0.14uT,较国际标准更加严苛,为无线充电技术发展画出了框架。

  由此来看,在应对未来出行与自身发展角度方面,传统充电桩与汽车无线充电技术,未来重要的发力点均集中在缩短充电时间方面,同时各自也都有技术和成本等方面的痛点,换言之,这两种技术的实际差距未必有我们想象中大,更像是“平起平坐”。

  1+1大于2更符合我们的愿景?

  从宏观角度来说,二者兼而有之可能更符合未来出行的发展方向。

  我们可以联想到目前使用的“无轨电车”,虽然在多数情况下该车依靠架设在空中的电缆获取能量,但行驶到商业区等不便于大量架设电缆的地方,该车可利用自身的蓄电池行驶,待回到常规路段后再借助“外力”行驶。

  将其引申到日常出行,如上文所述,汽车移动无线充电技术更适用于高速公路,一方面能够解决纯电动车长途行驶的续航焦虑,同时也避免了因停车充电浪费时间的情况,最重要的是,驾驶员无需在出行前规划“充电点”。

  而回城市路段后则可利用车辆的动力电池行驶,根据实际需求适时充电即可,甚至可在高速公路上完成充电,仅靠续航里程在城市中穿梭,这样就进一步减轻了各地方布设充电桩的压力,以及土地资源的浪费。

  不仅如此,考虑到适用场景的差异,选择充电桩还是无线充电设备,能够进一步以用户需求为主导,放宽“自由度”或许更便于纯电动走入寻常百姓家,也就是说二者并行发展,将可实现“1+1>2”的效果,只是需要未来的汽车产品能够兼顾“两种”充电方式。

  小结:

  在提升续航里程、缩短充电时间、优化行驶能耗和布局充电设施等方面,各大车企、供应商及政府机构都在极力推进技术发展,并探寻更佳的解决方案,不过如何从便利性、成本和使用习惯等层面,在传统燃油车与纯电动汽车间画上“等号”,仍需周边基础设施的全面发展。

  在这方面,充电桩与无线充电两个技术体系若实现“齐头并进”,更能满足我们对未来电动化出行的憧憬。


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