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未來(lái)電動(dòng)車(chē)充電技術(shù)展望告別充電樁?
本文來(lái)源:易車(chē),作者:宋楊
電動(dòng)車(chē)與充電樁,從名字上就不難理解他們之間的搞基關(guān)系。然而現(xiàn)實(shí)卻告訴我們,這哥倆面和心不合!
電動(dòng)車(chē):“你不普及,我怎么開(kāi)賣(mài)?”
充電樁:“沒(méi)人買(mǎi)你,我普及個(gè)毛!”
他們說(shuō)得好有道理,雙方都無(wú)言以對(duì)。這時(shí),一個(gè)名叫WiFi(無(wú)線(xiàn)充電)的家伙走到了電動(dòng)車(chē)面前,“跟我混吧,讓你從此告別充電樁!”電動(dòng)車(chē)陷入了沉思,想起了當(dāng)初夕陽(yáng)下的奔跑......
遙想電動(dòng)車(chē)問(wèn)世之初,那可是憋著要取代傳統(tǒng)汽車(chē)的啊,而充電樁自然便肩負(fù)起推翻加油站霸權(quán)的重任。小哥倆信心滿(mǎn)滿(mǎn),誓要拿下這江山。然而理想是豐滿(mǎn)的,現(xiàn)實(shí)是殘酷的。電動(dòng)車(chē)初期續(xù)航里程短,充電時(shí)間長(zhǎng),維修成本高等等問(wèn)題的困擾,始終難以成為接地氣的產(chǎn)品。而充電樁見(jiàn)此情形也開(kāi)始放緩了追隨電動(dòng)車(chē)的腳步。最初的羈絆開(kāi)始出現(xiàn)了裂痕!
為什么不能像汽車(chē)與加油站一樣?
這是電動(dòng)車(chē)陷入沉思后所想的第一個(gè)問(wèn)題。要回答這個(gè)問(wèn)題,首先我們需要了解加油站的發(fā)展進(jìn)程。
跟電動(dòng)車(chē)一樣,汽車(chē)在剛出道的時(shí)候人們同樣難以接受,而給汽車(chē)加油更是件極為不便的事情。據(jù)介紹,最原始的加油站其實(shí)只是一個(gè)成品油的零售店,而且還不是專(zhuān)營(yíng)店,通常是附屬于雜貨店、小賣(mài)鋪之類(lèi)的地方。有汽車(chē)來(lái)加油時(shí),店員需從儲(chǔ)存好的油桶中自行裝取。而在之后的加油過(guò)程中,一般需要至少三個(gè)人來(lái)協(xié)同操作。這樣的場(chǎng)景一直持續(xù)到1913年(歷史上第一家加油站建成),此時(shí)距離汽車(chē)誕生已經(jīng)過(guò)去28年了!
可以看到,加油站的發(fā)展也并非伴隨著汽車(chē)的誕生而迅速普及開(kāi)來(lái)的,而是隨著汽車(chē)工業(yè)的迅猛發(fā)展,大家對(duì)成品油需求量的陡增才順理成章崛起的。當(dāng)然,還有一點(diǎn)就是開(kāi)加油站的成本很低,且能給一部分人帶來(lái)經(jīng)濟(jì)收入。既能順應(yīng)民意還有商業(yè)價(jià)值,加油站何愁發(fā)展不起來(lái)呢。
反觀充電樁,不僅成本高昂而且大部分情況下均處于虧損狀態(tài)。據(jù)國(guó)家電網(wǎng)內(nèi)部人士稱(chēng),已經(jīng)建成的400余座充電站幾乎沒(méi)有盈利的項(xiàng)目,處于全線(xiàn)虧損狀態(tài);南方電網(wǎng)分公司也表示,其在深圳建成運(yùn)營(yíng)的7座充電站,每年虧損額為1300萬(wàn)元。這種狀態(tài)下的充電樁怎么可能普及?
無(wú)線(xiàn)充電靠譜嗎?
電動(dòng)車(chē)在聽(tīng)取WiFi兄的鼓吹之后,心中產(chǎn)生了這樣的疑惑,于是質(zhì)問(wèn)起來(lái):“我憑什么相信你?你跟充電樁有什么區(qū)別?”
WiFi兄回答道:“我不占任何地方,因?yàn)槲铱沙霈F(xiàn)在任何地方;我無(wú)需普及,因?yàn)樗腥硕家咽煜ち宋遥晃腋鼪](méi)有兼容的問(wèn)題,因?yàn)榇蠹叶甲裱姶鸥袘?yīng)......”
電動(dòng)車(chē):“夠了!說(shuō)了半天,都有車(chē)企使用你嗎?”
WiFi兄:“請(qǐng)點(diǎn)下一頁(yè)!”
2死敵變隊(duì)友 奔馳寶馬合作研發(fā)無(wú)線(xiàn)充電
2014年7月,作為汽車(chē)廠(chǎng)商中的兩大豪門(mén),同時(shí)也是一對(duì)死敵,奔馳和寶馬聯(lián)合宣布要合作研發(fā)電動(dòng)車(chē)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)。奔馳將基于全新S級(jí)進(jìn)行測(cè)試,而寶馬則計(jì)劃率先應(yīng)用在i8身上。雙方表示將在未來(lái)2-3年內(nèi)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。
WiFi兄:“看到?jīng)],為了我,奔馳寶馬都聯(lián)手了!”
電動(dòng)車(chē):”真的假的?我讀書(shū)少你可別騙我!“
據(jù)悉,奔馳和寶馬合作研發(fā)的無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)包含兩個(gè)部分,一個(gè)是汽車(chē)底盤(pán)安裝的線(xiàn)圈,另外一個(gè)是內(nèi)置線(xiàn)圈的地板,當(dāng)汽車(chē)開(kāi)到充電地板上時(shí),就能實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)充電。車(chē)底盤(pán)的接收器和電磁設(shè)備上的發(fā)射器會(huì)通過(guò)WiFi連接后自動(dòng)進(jìn)行充電,而且當(dāng)汽車(chē)充滿(mǎn)電后兩者會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)。寶馬和奔馳的這套系統(tǒng)目前的額定功率為3.6KW,以寶馬i8為例,該系統(tǒng)可在兩小時(shí)內(nèi)為其充滿(mǎn)電。
自古以來(lái),德國(guó)汽車(chē)巨頭通常是不會(huì)一起工作的,即使是同屬于大眾集團(tuán)下的大眾、奧迪和保時(shí)捷哥仨也都互相看不上誰(shuí)。然而,要想讓德國(guó)人團(tuán)結(jié)起來(lái)也很簡(jiǎn)單,組織一場(chǎng)足球賽或是共同開(kāi)發(fā)一項(xiàng)新技術(shù)!奔馳和寶馬這對(duì)兒死對(duì)頭便是共同看上了無(wú)線(xiàn)WiFi充電技術(shù)而走到了一起。只不過(guò)這樣的合作,又會(huì)持續(xù)多久呢?
合作雙方表示,目前正在對(duì)線(xiàn)圈等進(jìn)行進(jìn)一步改造,使其輸出功率最終達(dá)到7kW,未來(lái)還將用于更多寶馬奔馳旗下的電動(dòng)車(chē)產(chǎn)品。例如,奔馳宣布會(huì)在即將到來(lái)的S500插電混動(dòng)汽車(chē)上提供無(wú)線(xiàn)充電,而寶馬則計(jì)劃將該技術(shù)應(yīng)用在更多i系列(包括i8、i3和正在研發(fā)當(dāng)中的i5)車(chē)上。
電動(dòng)車(chē):”怎么感覺(jué)少了一家?不說(shuō)德國(guó)三巨頭嗎?!“
WiFi兄:“哦,你說(shuō)奧迪啊。別急,我正要給你介紹呢?!?div style="height:15px;">
3奧迪無(wú)線(xiàn)充電技術(shù) 供電線(xiàn)圈可自動(dòng)升降
2015CES展上,奧迪在向世人展示自動(dòng)駕駛、第三代MMI人機(jī)交互系統(tǒng)之余,在一個(gè)小角落里也吸引到了不少游客的目光,那里便是奧迪最新無(wú)線(xiàn)充電設(shè)備。跟奔馳寶馬的功能類(lèi)似,輸出功率同樣為3.6kW,使用的頻帶在“80k~90kHz之間”,但奧迪更高明之處在于這套設(shè)備可自動(dòng)升降。
通常情況下,傳輸電力的效率跟供電線(xiàn)圈和受電線(xiàn)圈的距離成反比,即線(xiàn)圈距離越近充電效率越高,基于此原理,奧迪推出了這套可自動(dòng)升降供電線(xiàn)圈的無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)。奧迪負(fù)責(zé)無(wú)線(xiàn)供電系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的Stephen Drindl自信地表示,“該系統(tǒng)足以對(duì)應(yīng)底盤(pán)較高的SUV”。以前的系統(tǒng)如果用于SUV款電動(dòng)車(chē)輛,線(xiàn)圈間距離會(huì)較大,很難確保充分的電力傳輸效率。這從另一角度也透露出奧迪要研發(fā)電動(dòng)版SUV的計(jì)劃。
奧迪公司董事會(huì)成員烏爾里奇·哈肯伯格就曾表態(tài)稱(chēng),“電動(dòng)汽車(chē)將成為奧迪未來(lái)發(fā)展策略中的一個(gè)關(guān)注重點(diǎn)。對(duì)于未來(lái)市場(chǎng),我們已經(jīng)做好準(zhǔn)備,相應(yīng)的發(fā)展計(jì)劃和產(chǎn)品線(xiàn)都已規(guī)劃完成。”現(xiàn)在看來(lái),奧迪這套無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)便是要服務(wù)于Q8 e-tron的了。
WiFi兄:“哎,這哥仨啥時(shí)候能坐在一起斗個(gè)地主?。 ?div style="height:15px;">
電動(dòng)車(chē):“哈哈,這么說(shuō)你WiFi俱樂(lè)部解散了唄?”
WiFi兄:“沒(méi)有!我還有日系朋友呢!”
4日產(chǎn)豐田探討標(biāo)準(zhǔn)化 本田鈴木等陸續(xù)跟進(jìn)
在日本車(chē)企業(yè)中,以技術(shù)日產(chǎn)和營(yíng)銷(xiāo)豐田為首的兩大日系品牌,正在與德國(guó)率領(lǐng)的歐洲企業(yè)和美國(guó)企業(yè),就無(wú)線(xiàn)充電國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的制定進(jìn)行協(xié)商。日產(chǎn)負(fù)責(zé)EV無(wú)線(xiàn)供電系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化工作的阿部田浩之介紹了當(dāng)前的情況:“國(guó)際IEC標(biāo)準(zhǔn)方面,為了在2015年6月之前發(fā)布無(wú)線(xiàn)供電系統(tǒng)的一般要求,正在開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)制定工作。更詳細(xì)的規(guī)范方案方面的工作也在進(jìn)行中,目標(biāo)是在2015年12月發(fā)布?!?div style="height:15px;">
Leaf聆風(fēng)作為全球銷(xiāo)量最好的純電動(dòng)車(chē),日產(chǎn)選擇在其身上推廣無(wú)線(xiàn)充電,足以見(jiàn)得對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的重視程度。目前這套設(shè)備已于2013年在北美市場(chǎng)上市,由博世(Bosch)公司提供。這種充電器可以作為改裝部件安裝在日產(chǎn)聆風(fēng)和雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)汽車(chē)上,不過(guò)僅限于北美地區(qū)。
隨后,豐田也加入到了無(wú)線(xiàn)充電的陣營(yíng)中。而其搭載的試驗(yàn)車(chē)型普銳斯,則是世界上第一款新能源混合動(dòng)力車(chē)(1997年問(wèn)世),目前全球累計(jì)銷(xiāo)量已突破300萬(wàn)臺(tái)。為了彌補(bǔ)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)對(duì)位置的高要求,豐田還專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)了一套泊車(chē)輔助功能,可在中控顯示屏上顯示發(fā)射線(xiàn)圈的位置,供司機(jī)停車(chē)時(shí)瞄準(zhǔn)。
項(xiàng)目 規(guī)格
充電方式 磁共振方式
使用頻率 85kHz
輸入電壓 AC200V
充電電力 2kW
充電時(shí)間 約90分鐘
雖然日產(chǎn)豐田并沒(méi)有像奔馳寶馬那樣公開(kāi)宣布合作,但作為日系乃至全球新能源車(chē)的領(lǐng)軍人物,日產(chǎn)和豐田前后腳的宣布推出無(wú)線(xiàn)充電技術(shù),足以使得其他車(chē)企重視此領(lǐng)域。本田和鈴木就是受此啟發(fā)的”其他車(chē)企“。
本田飛度EV
有著”尖端“之稱(chēng)的本田同樣不甘示弱,繼日產(chǎn)豐田之后成為了第三家研發(fā)無(wú)線(xiàn)充電的日系車(chē)企。本田利用的是磁場(chǎng)共振式無(wú)線(xiàn)充電技術(shù),只要發(fā)射端和接收端達(dá)到相同的共振頻率,就能傳遞能量。據(jù)本田宣稱(chēng),只要有80%的面積重合,就可以為車(chē)輛充電。因此對(duì)于位置要求沒(méi)有那么高,而且支持一對(duì)多充電。不過(guò)其弊端也是顯而易見(jiàn)的,那就是能量損耗比較大而且成本也很高。
此外,鈴木也于2015年2月20日宣布,已經(jīng)選定“電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)供電相關(guān)研究”作為2014年度的課題提案型研究補(bǔ)助的項(xiàng)目之一。相信在未來(lái)還會(huì)有越來(lái)越多的車(chē)企加入其中,無(wú)線(xiàn)充電已成為一項(xiàng)不可逆轉(zhuǎn)的風(fēng)向標(biāo)。
據(jù)最新消息稱(chēng),日產(chǎn)將在3月20日舉辦關(guān)于無(wú)線(xiàn)供電研討會(huì),在會(huì)上將講解標(biāo)準(zhǔn)化的動(dòng)向。而請(qǐng)到的嘉賓包括英國(guó)高通歐洲公司(Qualcomm Europe)業(yè)務(wù)發(fā)展高級(jí)總監(jiān)Simon Arbuthno和韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院(KAIST)原子核與量子工程教授Chun T. Rim?!彼麄儗痴?025年以后無(wú)線(xiàn)充電的未來(lái)技術(shù)——為運(yùn)動(dòng)中的車(chē)輛充電(行駛中充電)的話(huà)題。
電動(dòng)車(chē):”行駛中充電?那豈不是得把道路下面都鋪滿(mǎn)充電線(xiàn)圈?哪有這么壕的車(chē)企?”
WiFi兄:”有的,沃爾沃就是!“
5沃爾沃道路充電技術(shù) 邊跑邊充兩不誤
事實(shí)上,沃爾沃早在2012年就開(kāi)始啟動(dòng)一個(gè)名叫“電網(wǎng)道路系統(tǒng)”(electrified road system)的項(xiàng)目,并在瑞典H?llered的測(cè)試中心建設(shè)了一條長(zhǎng)約400米的測(cè)試道路,該道路內(nèi)部鋪設(shè)了電纜。當(dāng)測(cè)試卡車(chē)經(jīng)過(guò)這段道路時(shí),車(chē)輛會(huì)同電纜自動(dòng)展開(kāi)連接,750V的直流電將對(duì)車(chē)輛進(jìn)行充電。
目前沃爾沃已經(jīng)和哥德堡運(yùn)輸管理局共同宣布了這項(xiàng)計(jì)劃,原理與無(wú)線(xiàn)充電類(lèi)似,在公交車(chē)駛過(guò)改造過(guò)的道路時(shí),路面下的無(wú)線(xiàn)充電裝置將會(huì)啟動(dòng),并且通過(guò)車(chē)載的快速充電裝置,只需要5-8分鐘就能完成給公交車(chē)充電。
在工程師的設(shè)想中,未來(lái)當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)需要充電時(shí),必須安裝無(wú)線(xiàn)發(fā)射器讓道路感知,然后經(jīng)過(guò)加密信號(hào)激活充電功能,就跟現(xiàn)在我們連接WiFi需要輸入WiFi密碼一樣。而根據(jù)路況的不同,對(duì)行駛速度的要求也不盡相同。比如在高速上,車(chē)輛至少要開(kāi)到60km/h才能激活無(wú)線(xiàn)充電;而在城市道路中,速度則下探到30km/h左右。
利用公路地表進(jìn)行無(wú)線(xiàn)充電很可能是未來(lái)的發(fā)展方向,相比地面上的設(shè)施,它的好處是不需要占用地面空間,可減少建設(shè)、維護(hù)成本。汽車(chē)不需要停下來(lái)進(jìn)行充電,可持續(xù)駕駛。沃爾沃表示預(yù)計(jì)能在2015年將這套系統(tǒng)正式在哥德堡運(yùn)行。
對(duì)于王大錘這樣的設(shè)想,在我國(guó)一時(shí)半會(huì)兒是實(shí)現(xiàn)不了的。因?yàn)樵趧倓偨Y(jié)束的2015全國(guó)兩會(huì)上,我國(guó)各地方代表官員還在極力倡導(dǎo)發(fā)展充電配套設(shè)施(充電樁),并沒(méi)有提及無(wú)線(xiàn)充電的事兒??礃幼?,電動(dòng)車(chē)與充電樁的矛盾還要持續(xù)一段時(shí)間了。
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