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各大车企无线电充电各不相同

行业分类:电子电工 发布时间:2015-05-21 15:13

在设备智能化的今天,电力能源是首要选择,但伴随的问题是续航会受到影响。不管是手机还是电动汽车,续航问题是个大问题。国外车企如特斯拉、沃尔沃、奥迪、宝马、奔驰等传统车企开始开发无线充电系统。在无线充电的规划和静态还是动态充电的选择上,国内外车企则各有不同。


一、沃尔沃

沃尔沃的答案是利用道路进行无线充电。在瑞典,沃尔沃集团、瑞典电力公司 Alstom、瑞典能源局正在共同合作测试利用公路给电动汽车充电,通过将两个电源线铺设在公路上,电动车经过时便可获得电力供应。这项技术的核心在于汽车得搭载集电器,集电器与公路上的电缆连接,利用直流电充电。汽车不必走在电缆的中央,但必须时速大于 60 公里。

沃尔沃已经在瑞典的 H llered 测试中心建立了一条 1/4 英里长的轨道,用一辆卡车进行测试。未来,当电动汽车需要充电时,必须安装无线发射器让道路感知,然后经过加密信号激活充电功能。由于对速度有要求,沃尔沃的这一充电系统适合在高速路上实行,如果未来成真,人们出远门的时候就不用担心电力问题。

利用公路地表进行无线充电很可能是未来的发展方向,相比地面上的设施,它的好处是不需要占用地面空间,可减少建设、维护成本。汽车不需要停下来进行充电,可持续驾驶。和 Tesla 大力推动超级充电网络一样,沃尔沃的这一举措同样是为了给电动汽车打造一个良好的充电网络。目前的公用充电站还做不到高效、便利,厂商建立自己的充电设施,有利于推动自家电动汽车的销售。不过它需要面对很多普及的问题,比如公路建设、设计问题、集电器、电动汽车的支持等。就像无人驾驶一样,这是一个浩大的工程,短期内还难以实现。

据瑞典日报5月6日报道,瑞典成为欧洲首个大规模试验电动汽车无线充电技术的国家。参与测试的电动汽车将达20辆,并主要用于市政活动。所测试的电动汽车无线充电技术为电磁感应式技术。目前关于电动汽车无线充电技术无统一标准。该测试项目受瑞典能源署资助,以期早日制定统一的欧洲标准。想必这也会给电动汽车无线充电技术带来一定的推动作用。

二、高通

在2015年4月22日的Formula E电动方程式锦标赛上,高通就展示了自己研发的Halo无线汽车充电技术。以下是科技网站ArsTechnica所进行的体验。高通用作技术展示的车型是一对略有改装的宝马i8混合动力汽车。i8是Formula E锦标赛的安全车(当赛道出现事故或异常时用以引导赛车和限制车速),在3月份的迈阿密站上首次亮相。

高通Halo部门高级副总裁Graeme Davison表示,公司对于感应式充电的兴趣原本集中在个人电子应用上。他们位于瑞士的研究部门开发了一种高功率的感应充电技术,但研究人员却找不到它的用武之地。而如今被电动汽车所采用之后,Halo所面临的问题是这种原本为智能手机所构想的技术能否在提高强度之后为汽车服务。

高通Halo的感应充电系统实际上是个相对直接明了的构想。想要了解它的工作方式,你首先可以想象出一个变压器:它由两个铁氧体组成,两者的旁边还各有一个电线线圈。一般来讲,这两个部分是连接在一起的。交流电会在第一个线圈中被转换成磁场,随后再被第二个线圈转换成直流电。而高通Halo却将两个铁氧体分离开来,并让系统跨越空气间隔实现最大功率传输。

和智能手机一样,汽车获得无线充电的方式非常简单。你只要将车开到充电垫的正上方,当充电线圈对齐之后,电流便会开始输送到汽车当中。如果汽车和垫子之间存在外来物体,系统还可自动暂停充电。

我们都知道,手机无线充电的充电速度非常慢,那换到电池容量大得多的电动汽车身上,充电速度会不会更慢呢?让人意外的是,情况并非如此。实际上,传导充电的效率和有线充电差不多。“由于交流电到直流电的转换和充电接口的低效率等因素,传统充电的充电效率大约是95%,”Davison说,“而无线充电目前是 90%。”在使用这种技术时,充电速度的限制实际在于汽车能够接受多少电能,而这套系统可兼容3.3kW(13A ,220V)和6.6kW(20A,220V)两种电源供应。

Halo的无线充电器被放置在了车尾的位置,它看上去是一个比机顶盒稍大一些的金属盒子,并连接着几条橙色的电线。至于另一半的充电器,自然就在汽车的下方。感应充电其实是可以作用于移动中的车辆的,之前就有工厂使用这种技术来对机器人货车进行充电。Davison表示,Halo目前已经具备了半动态充电的能力,可在最高30mph的速度下进行电能传输。他将出租车看作是这种技术的理想受众,当排队等客时,这些车辆同时还能获得充电。

三、日产无线充电汽车

日产魔方电动车:采用了可在供电线圈和受电线圈之间提供电力的电磁感应方式。即将一个受电线圈装置安装在汽车的底盘上,将另一个供电线圈装置安装在地面,当电动汽车驶到供电线圈装置上,受电线圈即可接受到供电线圈的电流,从而对电池进行充电。目前,这套装置的额定输出功率为 10kW,一般的电动汽车可在7-8小时内完成充电。

日本无线充电式混合动力巴士:电磁感应式,供电线圈是埋入充电台的混凝土中的。车开上充电台后,当车载线圈对准供电线圈后(重合),车内的仪表板上有一个指示灯会亮,司机按一下充电按钮,就开始充电。

三、中兴

中兴通讯的无线供电系统是通过非接触的电磁感应方式进行电力传输。当充电车辆在充电停车位停泊后,就能自动通过无线接入充电场的通信网络,建立起地面系统和车载系统的通信链路,并完成车辆鉴权和其他相关信息交换。充电位也可以通过有线或者无线的方式和云服务中心进行互联。一旦出现充电和受电的任何隐患,地面充电模块将立即停止充电并报警,确保充电过程安全可靠。最重要的是,无线充电系统在车辆运行时完全不工作,即使车辆在上面驶过,或者在雷雨等恶劣天气情况下,也能确保安全。

2015年2月12日消息,据路透社报道,中国智能手机制造商中兴通讯的一名高管透露,公司计划在今明两年各投资15亿元和20亿元,共35亿元研发汽车无线充电技术。中兴通讯企业战略部门主管George Sun表示,公司已在国内同20多个城市签署协议,将为公共交通运输提供无线充电技术。Sun称:“到目前为止,我们获得了非常积极的回应。公司为当地政 府解决了电动汽车最为头疼的充电问题。”2015年,中兴计划在50-100个中国城市进行无线充电技术的预商用尝试。并且,Sun表示,中兴通讯正与几 家中外汽车制造商就无线充电技术车辆洽谈合作,但拒绝进行详细说明。

四、比亚迪

比亚迪早在2005年12月就申请了非接触感应式充电器专利。在2014年7月卖给犹他大学一辆40英尺的纯电动巴士,这款巴士就装配着最新的WAVE无线充电垫。

五、奥迪

针对无线充电中存在的传输效率问题,奥迪提出了一个不同的解决方案,他们开发出了一种可升降的无线充电系统,其最大的特点就是可以让供电线圈更靠近车辆底部的受电线圈,实现了超过90%的电力传输效率,这种方式能够让一些高底盘的SUV在充电时保证更好的充电效率。奥迪的无线充电技术仅需要用户将停车位上安置一块配置线圈和逆变器(AC/AC)充电板,并连接至电网,当车辆停在电板上时,充电过程会自动开启。

这种充电的原理是充电板内的交变磁场将3.3千瓦的交变电流感应至集成在车内次级线圈的空气层中,实现电网电流逆向并输入到车辆的充电系统中。当电池组充满电时,充电将自动中止。感应式无线充电所需的充电时间与电缆充电所需的充电时间大致相同,而且用户可以随时中断充电并使用车辆。奥迪的无线充电技术效率超过90%,不受譬如雨雪或结冰等天气因素的影响。同时,交变磁场只有当车辆在充电板上方时才会产生,并且不对人体或动物构成伤害。未来利用感应线圈的充电原理,奥迪电动汽车不仅可以在驶入车位后自动开始充电,甚至可以在设有感应线圈的公路上,一边行驶一边充电。

六、特斯拉

在19世纪90年代,尼古拉·特斯拉发明了“特斯拉线圈”,能够通过空气传播电力,开启了无线式电力传播的时代。在2011年,美国安利公司旗下的富尔顿公司展示了无线充电技术,并且推动了世界上第一辆无线充电特斯拉汽车的问世。目前,特斯拉希望能各地建立相互连接的充电王,以解决充电问题。


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