汽车无线充电走进人们视野,但何时才能真正走入大众生活呢?

工程师青青 发表于 2018-09-18 14:28:09 收藏 已收藏
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汽车无线充电走进人们视野,但何时才能真正走入大众生活呢?

工程师青青 发表于 2018-09-18 14:28:09

今年8月,国家电网重点科技项目“电动汽车路段移动式无线充电系统关键技术及设备研制”暨“电动汽车移动式无线充电实验路段”通过验收,国内首条百米级电动汽车移动式无线充电实验路段建成。

汽车无线充电走进人们视野,但何时才能真正走入大众生活呢?

事实上,“无线充电”这种新型汽车充电方式早已走进人们视野,但这样的“黑科技”能否真正走入大众生活?

免插拔使用方便

无线充电的基本原理是,利用交变电磁场的电磁感应实现能量的无线传输。“没有线缆和插头,充电设备机械原因导致的损坏就不存在了。”中国科学院电工研究所副研究员郭彦杰说,无线充电的优势主要体现在3个方面——

■ 安全性高,不需要拔插充电枪的过程,不受雨雪天气及极端环境的影响;

■ 可靠性高,与有线充电相比,无线充电没有机械磨损;

■ 便捷性好,可以实现自动充电,解决无人驾驶“最后一公里”便捷性的问题。

作为电动汽车,充电速度在很大程度影响了人们的使用效率。那么无线充电在这方面表现如何呢?郭彦杰表示,充电速度主要取决于两方面,一是车载电池容量,二是充电功率。而目前无线充电系统可以支持的最大充电功率达到了3.3千瓦,这也是目前家用充电能够达到的最大功率等级。

除了功率以外,影响无线充电速度的另一项因素是外界干扰。郭彦杰说:除了功率大,自带的电磁场强之外,无线充电装置还应用了“磁耦合机构优化设计”技术,它可以在汽车充电时“牢牢锁住”电磁场,使电磁场不会外泄,在最大程度上提升充电效率。

事实上,无线充电并不是一项新技术。比亚迪早在2005年就申请了非接触感应式充电器专利,2017年美国马里兰州就曾购买具有无线充电技术的比亚迪纯电动大巴。宝马官方近期也宣布,2018款的530e iPerformance将会配有无线充电系统配件。

车企推崇无线充电技术离不开供应商的支持。2015年,中兴通讯与宇通客车共同研发了12米无线充电纯电动大巴,并于郑州完成总计5个无线充电位的一期建设,充电位现场基本能实现无人值守,充电过程全自动,一键启停,客户可以通过手机APP远程监控充电进程,并完成实时充值、支付等计量计费功能。

宝马近期公布的文件显示,BMW无线充电套装包括:可安装在车库或室外停车位的感应充电底座(充电基板)、固定在车辆底部的车辆部件(车载感应线圈)。充电基板和感应线圈之间的非接触式能量传输可在8厘米左右的距离内进行。此外,BMW无线充电系统还能帮助驾驶人员找到正确的停车位置。充电站和车辆之间的通信可通过无线进行连接,车辆及其周边俯视图会出现在控制显示屏上,并标注有彩色线条,在停车过程中为驾驶人员进行引导。当到达感应充电站的正确停车位置时系统会出现相应提示。宝马方面表示,停车位置目前可以纵向最多偏差7厘米、横向最多偏差14厘米。

目前,国内部分车企也已经研发了无线充电汽车,或许不久,借助电磁感应技术,电动汽车可以实现停车场自动无线充电,甚至在路上边行驶边充电。

辐射问题引担忧

无线充电为了加快充电速度,必须提高电压和频率,产生大功率磁场不可避免。磁场产生的辐射成为人们的担忧之一。

“辐射不是担忧,而是事实。”资深汽车电子工程师朱玉龙表示,和电磁炉原理相似,如果无线充电功率较大,产生的磁场会对人体健康产生影响。他介绍说,无线充电功率达到3~6kW就有可能对人体产生辐射影响,而且充电点一般位于公共场所,个别用户使用无线充电还要考虑周边用户能否接受,如果处理不当甚至会引起纠纷。

中国汽车技术研究中心的研究表明,车辆静止状态下无线充电系统产生的磁场辐射测量结果均低于世界卫生组织的标准公众暴露限值。目前我国也已启动《电动汽车无线充电系统通用要求》等几项国家标准的制定。

“随着技术的发展,人们对无线充电的种种担心已经逐步缓解。任何一项技术进入市场前,都会经过一定的安全性、可靠性验证,也一定是在符合相关标准要求之后才能进入市场。无论是国内还是国际,无线充电的相关标准都已经列入相关日程,确保相关产品在市场应用前得到验证。”高通高级技术市场经理舒杰表示,目前国内外的无线充电还加入了异物检测装置,如果在充电过程中检测到有人或小动物从车旁经过,或者是其他异物,系统会自动断电,保障绝对安全。

据了解,宝马就无线充电设备的安全性作出了说明:充电基板除了安装在车库中,也可以安装在室外,并且在任何天气条件下使用。所有导电组件都具有防雨、防雪功能,汽车在充电基板上驶过不会对它造成任何损坏。在充电过程中,环境电磁辐射范围也仅限于汽车底盘内。充电基板随时监控周围环境,一旦发现任何异物都会关闭充电程序。宝马方面表示,未来电动汽车的充电过程将比传统内燃机车型加油更加便捷。

除了电磁辐射问题,无线充电目前还存在充电标准不统一的情况。“不同的车大小不同,对于同一个公共充电点,车载无线充电设备的安装位置需要统一。”朱玉龙说。然而电动汽车领域有关无线充电的标准尚未出台,各家布局无线充电的车企还在各自为战。

普及仍有待时日

据介绍,目前汽车无线充电技术在研发层面已经基本成熟,但还处于应用示范阶段,真正走向大众尚需时日。“5年内,30万元以上的纯电动汽车可能有无线充电的基础,10万元左右价格的车使用无线充电的可能性不大。”

朱玉龙认为,从单一技术的角度来看,无线充电技术对于人们的用车体验并没有革命性的改变,即使随着技术的发展,消除了辐射的干扰,无线充电大规模应用仍不能在短期内实现。“目前大规模应用的障碍是无线充电装置相比于插电式充电装置价格更加昂贵,消费者希望充电设备不仅操作简单而且性价比高,最好像充电桩那样随车配送,但厂商要考虑规模成本,需要盈利。同时,在安装条件上也更加苛刻,安装起来也会有各种阻力,这是必须要解决的问题。据了解,无线充电公路、停车场的建设需要在开工前在地下埋线圈,对于已经使用的停车场和道路,如果挖开地面安装线圈,成本会非常高。

业界人士普遍认为,无线充电技术具有广阔的应用前景,一旦成功进入市场将极大提升充电便利性,更好地改善出行体验。今年初,浙江省发布消息称将在2022年建成中国首条超级高速公路,远期目标包括实现汽车移动式无线充电。

专家表示,电动汽车不仅是车,还要考虑到基础设施网络配套的整体安全可控,这不是靠车企自身就能做到的。也许将来路上都是电动汽车的时候,无线充电的时代就会到来。

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