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“無線充電不需要人操作，車輛自動泊車后可以自動開啟充電，這與電動汽車未來的自動駕駛、智能網(wǎng)聯(lián)發(fā)展方向相契合。”
日前，國家標準化管理委員會發(fā)布了電動汽車無線充電4項國家標準，引發(fā)業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注。
中國電力企業(yè)聯(lián)合會表示，4項標準的發(fā)布填補了我國電動汽車無線充電技術(shù)領(lǐng)域國家標準規(guī)范的空白，標志著我國電動汽車無線充電從技術(shù)研發(fā)、工程示范向產(chǎn)業(yè)化進程邁出關(guān)鍵一步，是推動產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進程的里程碑。
標準出臺正當時
所謂電動汽車無線充電，簡單來講就是把電能轉(zhuǎn)化為電磁波，通過非物理接觸，以無線形式傳送電能。這一過程中，安裝在地面或埋于地面下的供電線圈以高頻交變磁場的形式將電能傳輸給車輛接收端，進而給車輛動力電池或電氣設(shè)備提供電能。
記者了解到，目前國內(nèi)從事電動汽車無線充電的企業(yè)有華為、中興新能源、中惠創(chuàng)智及其他技術(shù)公司和科研院校。上汽榮威、比亞迪、北汽新能源等主流車企也都對電動汽車無線充電系統(tǒng)進行了研發(fā)測試。但目前國內(nèi)市場還沒有一款支持無線充電的量產(chǎn)車型。
中惠創(chuàng)智產(chǎn)品經(jīng)理周德勇坦言，標準出來之前，無線充電技術(shù)沒有產(chǎn)品合格和追責的依據(jù)，車企只能將其作為一種儲備技術(shù)。他進一步表示，此次標準的出臺意義重大，對電動汽車無線充電量產(chǎn)有較大的推動作用。
中國汽車技術(shù)研究中心有限公司標準化研究所工程師蘭昊坦言，2012年，電動汽車無線充電行業(yè)開始面向產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，國內(nèi)外多家企業(yè)完成了電動汽車無線充電產(chǎn)品樣機的研制。2015年，我國啟動了電動汽車無線充電標準化編制工作，至今已經(jīng)過多輪征求意見和研討。“在這一過程中，無線充電產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了跨越式發(fā)展，標準進行了適應(yīng)性修改，因此耗時較長。”
此次發(fā)布的4項國家標準，包括《電動汽車無線充電系統(tǒng)第1部分：通用要求》（GB/T 38775.1）、《電動汽車無線充電系統(tǒng)第2部分：車載充電機與充電設(shè)備之間的通信協(xié)議》（GB/T 38775.2）、《電動汽車無線充電系統(tǒng)第3部分：特殊要求》（GB/T 38775.3）、《電動汽車無線充電系統(tǒng)第4部分：電磁環(huán)境限值與測試方法》（GB/T 38775.4）。
據(jù)了解，該標準體系規(guī)劃標準18 項，規(guī)范了電動汽車無線充電系統(tǒng)在公共以及私人應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)要求、性能要求、功能要求、安全要求、通信協(xié)議、測試要求及試驗方法、互操作性要求及測試方法、施工驗收、運行維護等。除本次發(fā)布4項國家標準外，還有4項國標正在編制過程中。
“本次出臺的4項標準，是電動汽車無線充電標準體系里最基礎(chǔ)的部分，支撐了無線充電在私人領(lǐng)域的應(yīng)用。后續(xù)的標準會在此基礎(chǔ)上進行延伸。”中興新能源副總經(jīng)理胡超透露，此外，還有2項針對公共領(lǐng)域的電動汽車無線充電標準將在年內(nèi)完成定稿。
“北美SAE、歐洲IEC和ISO，三個國際標準組織今年也會出臺電動汽車無線充電定稿。”胡超表示，今年是電動汽車無線充電標準定稿的大年。
商業(yè)化運營已啟動
“中興新能源從2014、2015年就開始在乘用車、商用車上進行無線充電適配，到2017年開始和車企合作進行正向開發(fā)，也就是將無線充電納入最早的車輛設(shè)計中，以作為選配或標配進行市場銷售。”在胡超看來，目前電動汽車無線充電已走過了試點階段，行業(yè)已經(jīng)啟動商業(yè)運營，今年標準出來后，配合車企進行24個月左右的正向開發(fā)，預(yù)計在2022、2023年左右，會有大批配有無線充電的車型發(fā)布。
然而，現(xiàn)階段電動汽車無線充電仍面臨著成本高昂的問題。周德勇表示，目前電動汽車無線充電上下游產(chǎn)業(yè)鏈還沒有打通，其電子元器件、零部件需要定制，設(shè)備成本很高。“我們預(yù)估7.7kw的私人無線充電售價在1.2萬元左右，即便未來無線充電達到100萬套數(shù)量級，其費用依然高出傳統(tǒng)充電樁30%左右。因此，無線充電將主要配置在中高端車型上，前期銷量會有一個‘爬坡’的過程。”
值得一提的是，無線充電或?qū)臉藴驶嵌冉鉀Q互聯(lián)互通問題。“無線充電地面設(shè)備和車載設(shè)備會出現(xiàn)設(shè)備廠商不同，私人和公共充電場景不確定，技術(shù)路線采用不同通信物理層，地面和車載電邏輯控制、系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)存在差異化等情況。”中國電科院儲能與電工新技術(shù)所電工新技術(shù)室主任魏斌表示，為了保證電動汽車無線充電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定地充電，將通信協(xié)議進行了標準化。
“如果企業(yè)都按標準規(guī)范設(shè)計生產(chǎn)，就不存在不兼容的問題。”在胡超看來，相比傳導(dǎo)式充電，無線充電互聯(lián)互通問題復(fù)雜很多。“地面設(shè)備和用電設(shè)備之間沒有物理接觸，存在較多的無物理形式接口，包括電氣、通信、磁路、控制和功能五類接口的兼容和一致性問題。互操作性標準對無線充電相互兼容和互聯(lián)互通具有重要意義。”
在電動汽車無線充電標準化進程取得進步的同時，也有消費者對電磁輻射安全表示擔心。對此，本次出臺的標準規(guī)定了電動汽車進行充電時，電動汽車內(nèi)、外的電磁環(huán)境限值和測試方法，具體列出了在多種頻率范圍下及相應(yīng)的電場強度和磁感應(yīng)強度指標。相關(guān)人士也坦言，無線充電產(chǎn)品能保障出廠產(chǎn)品是合格的，輻射不足以對人體產(chǎn)生影響。不過安裝10臺、100臺后疊加的情況如何，現(xiàn)在還沒有進行大批量的測試。
智能出行重要組成部分
按照標準要求，在額定工作點上，電動汽車無線充電系統(tǒng)效率不低于85%，系統(tǒng)額定以額定功率輸出時，在垂直方向和水平方向所允許偏移條件下，系統(tǒng)效率不應(yīng)低于80%。
“電能作為一種能源，系統(tǒng)功率太低會造成浪費。做得好的企業(yè)充電轉(zhuǎn)化效率可以達到90%以上。”周德勇介紹，目前中惠創(chuàng)智可產(chǎn)品化的無線充電樁分別有3.7kw、7.7kw、22kw和30kw四種功率。“私人充電場景下，通常采用的是7.7kw，一輛續(xù)航里程為400公里的電動汽車，每小時充7度電，一晚上可以充滿。”他表示，無線充電并不是和傳導(dǎo)式充電比充電速度，而是走智能化方向。
胡超同樣認為，無線充電將成為未來自動駕駛的關(guān)鍵一環(huán)。“傳統(tǒng)慢充和快充都需要人為操作，將充電槍插到車上。但無線充電不需要人操作，車輛自動泊車后可以自動開啟充電，這跟電動汽車未來的自動駕駛、智能網(wǎng)聯(lián)發(fā)展方向相符合。”
據(jù)了解，電動汽車無線充電能實現(xiàn)APP遠程操作、自動開關(guān)充電、電池檢測、異物排查、自動結(jié)算等功能，且無線充電系統(tǒng)是全封閉的，無火花及觸電危險，可適應(yīng)多種惡劣環(huán)境和天氣。
在胡超看來，電動汽車無線充電有兩大類明晰的商業(yè)應(yīng)用場景：一是電動汽車自動化充電有剛性需求，如自動駕駛場景，未來會逐步普及；二是對無線充電有剛需場景，如立體車庫場景等。“國家對停車場地的充電車位占比有一定要求，如果是高層立體停車場，傳導(dǎo)式充電電線很難拉上去，就需要裝配無線充電。”
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