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電動汽車無線充電技術(shù)的挑戰(zhàn):成本 標(biāo)準(zhǔn)化 輕量化 高效率

發(fā)布日期:2017-07-07  來源:中國電動汽車百人會

核心提示: 隨著輔助駕駛、自動泊車技術(shù)的不斷進(jìn)步,電動汽車無線充電因其可配合無人駕駛,做到自動充電,而得到廣泛關(guān)注。產(chǎn)業(yè)化后的電動
     隨著輔助駕駛、自動泊車技術(shù)的不斷進(jìn)步,電動汽車無線充電因其可配合無人駕駛,做到自動充電,而得到廣泛關(guān)注。產(chǎn)業(yè)化后的電動汽車無線充電產(chǎn)品涉及到無線電能傳輸、室內(nèi)精確定位、無線通信、金屬異物檢測等多項相關(guān)技術(shù)。
  產(chǎn)業(yè)化路上的挑戰(zhàn)之一是成本。目前國際上計劃在2018款新車安裝原廠無線充電設(shè)備的還僅為中高端車型,例如:奔馳S550e、寶馬530e、奧迪A8 e-tron。隨著更多中級、緊湊級車型加入無線充電功能,挑戰(zhàn)無線充電的成本問題將會隨著產(chǎn)量增長得到解決。預(yù)計2020年以前,主流7千瓦無線充電設(shè)備價格會在一萬元左右,之后由于產(chǎn)能提升,占設(shè)備主要成本的電力電子部分有望年均降幅超過50%,類似于過去幾年直流充電模塊或光伏逆變器的年均價格降幅。
  標(biāo)準(zhǔn)化、輕量化、高效率也是電動汽車無線充電技術(shù)需要面對的幾個挑戰(zhàn)。為此奧迪公司展示了具有可升降發(fā)射端的AWC無線充電系統(tǒng),該系統(tǒng)可以為不同底盤高度的車輛采用標(biāo)準(zhǔn)化無線充電發(fā)射端設(shè)備,高底盤SUV采用與轎車相同的接收端,將無線充電效率提高93%,已十分接近目前車載充電機(jī)效率。
  商用車領(lǐng)域應(yīng)用較多的是純電動公交車無線充電系統(tǒng),中興新能源在2015年將30kW無線充電技術(shù)應(yīng)用在城市微循環(huán)公交線路,采取夜間充電、白天補(bǔ)電的運(yùn)營模式。國外具有代表性的是龐巴迪Primove 200千瓦無線快充技術(shù),利用車輛運(yùn)營期間的停車時間來對車輛進(jìn)行快速補(bǔ)電,使車輛具有24小時不間斷運(yùn)營能力。由于全部地下安裝,設(shè)備使用壽命相對于目前充電樁大大提高,并且可節(jié)省城市寶貴的土地資源。
分布式200kW無線快充公交車站
  動態(tài)無線供電目前還停留在測試階段。高通公司近日在法國凡爾賽展示了雷諾電動汽車在運(yùn)動過程中無接觸傳輸能量,功率達(dá)到20千瓦,實驗道路長度100米。商用車方面2016年龐巴迪公司在德國曼海姆市展示了10米載重物流車行駛過程中傳輸200千瓦功率,但實驗道路長度也僅為80米。由于動態(tài)供電需要較大的基礎(chǔ)設(shè)施資金投入,而目前動力電池技術(shù)快速發(fā)展,成本降低,動態(tài)充電的必要性已經(jīng)大大減弱。
  “靜態(tài)無線充電相當(dāng)于速度等于0 km/h的動態(tài)無線充電。”業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為如果把動態(tài)充電在行駛方向效率連貫性的特點應(yīng)用在靜態(tài)充電,將使目前無線充電效率因停車誤差而產(chǎn)生的效率降低的問題得到根本解決。目前在曼海姆市運(yùn)營的Primove無線充電公交車使用了動態(tài)電磁場接口設(shè)計,車輛在行駛方向停靠不需要精確對位,乘客上下車約20秒內(nèi)使用200千瓦非接觸快速補(bǔ)電。據(jù)了解,該技術(shù)已累計商業(yè)運(yùn)營60萬公里,得到運(yùn)營商一致好評。
  相對于傳導(dǎo)式充電,電動汽車無線充電標(biāo)準(zhǔn)處于制定階段,互操作性需要考慮的問題更多,其中涉及到電磁接口,通信協(xié)議,定位技術(shù)等。我國電動汽車無線充電標(biāo)準(zhǔn)參照IEC與ISO的分工,其中《電動汽車無線充電系統(tǒng)通用要求》由全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口負(fù)責(zé),《電動汽車無線充電系統(tǒng)特殊要求》、《電動汽車無線充電電磁暴露限值與測試方法》、《電動汽車車載充電機(jī)和無線充電設(shè)備之間的通信協(xié)議》由全國電力標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口負(fù)責(zé)。目前已經(jīng)進(jìn)入公開征求意見階段,預(yù)計2017年底前完成第一輪標(biāo)準(zhǔn)制定工作。
  2014年,Evatran公司世界范圍內(nèi)首次將電動汽車無線充電設(shè)備產(chǎn)業(yè)化,為日產(chǎn)凌風(fēng)、雪弗蘭Volt車主提供無線充電后裝套件,但因3000美元以上的售價而沒能大規(guī)模推廣。近期陸續(xù)傳出眾多主流品牌將在2018款車型,如奔馳S550e、寶馬530e中原廠安裝無線充電設(shè)備,預(yù)計未來電動乘用車將采取家用無線慢充,結(jié)合公共場所傳導(dǎo)式大功率充電的模式。商用車方面,充電倍率在3C以上的無線快充將逐步應(yīng)用到固定線路公交車領(lǐng)域。

 
關(guān)鍵詞: 無線充電技術(shù)
 
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