由于我們中的許多人現在不用線纜為智能手機和耳機充電,每天結束時将它們放在無線充電闆上就可以了,很方便。因此電動汽車司機提出了一個明顯的問題——我們可以對電動汽車做同樣的事情嗎?答案顯然是可以的。
無線充電技術已經開始啟用
在技術層面,答案是肯定的。電動汽車使用與智能手機等設備相同的锂離子電池技術,因此如果配備相應的元件,它們的電池也可以在不插入笨重電纜的情況下充電。在下雨天或在路邊安裝充電器不方便的路邊停車時非常方便。
無線 EV 充電仍處于早期階段,但在許多方面都取得了進展。像寶馬這樣的汽車制造商已經對這項技術進行了試驗,今天已經有一些試驗已經在進行,可以在公共停車位為特殊裝備的汽車無線充電。
甚至還有一款汽車即将上市銷售,Genesis GV60,在 2022 年試點開始之前安裝了無線充電硬件。
無線電動汽車充電已經開始鋪設
無線充電汽車的工作方式與您可能已經擁有的無線手機充電器類似,隻是規模或者元件更大。您可能已經注意到如何在不停止電流的情況下将手機輕輕地從充電器上擡起,無線車載充電器以相同的方式工作,但距離以英寸而不是毫米為單位測量。
在這兩種情況下,所需的技術都稱為感應充電。在這裡,電流通過氣隙從充電器中的一個電磁線圈傳輸到安裝在智能手機或汽車上的第二個線圈。您所要做的就是停在正确的位置,确保兩個線圈對齊,然後就可以開始充電了。
目前正在進行的一項 EV 無線充電試驗由一家名為 Char.gy 的充電公司運營,該試驗為期 12 個月,于 2021 年 10 月在英國啟動,最終将在英國白金漢郡全縣的停車位安裝 10 個無線充電闆。第一個位于倫敦以西 35 英裡的馬洛,可供 10 輛經過改裝以使用無線充電器的雷諾 Zoe 汽車組成的車隊使用。Char.gy 在試驗開始時說:" 這種基礎設施意味着沒有充電電纜——在以往,複雜的線纜對其他道路或人行道用戶有潛在危險——也沒有燈柱充電,隻有當電動汽車停在它上面時才會激活。"
自 2014 年以來,英國米爾頓凱恩斯的 #7 公交線路就開始使用類似的感應充電技術,在 15 英裡路線的起點和終點以無線方式為電池充電 10 分鐘。
以類似的方式,英國諾丁漢開始了電動出租車的無線充電試驗。在這種情況下,10 輛出租車配備了感應充電技術,當他們停在特定的行列并等待下一次業務時,他們用這種技術為電池充電。
在談論電動汽車無線充電時,這是一個常見的主題——一種少量且經常使用的方法,而不是使用速度更快但頻率較低的快速插入式充電器。至于在家中安裝這樣的充電器,一家名為 Plugless Power(前身為 Plugless)的美國公司正在研發其将于 2022 年推出的第三代感應式 EV 充電器。這些設計用于美國國内 240V 輸出,适用于現有汽車,該公司聲稱可以通過高達 12 英寸的氣隙輸送電力,這意味着可以為 SUV 和卡車等更高的車輛進行無線充電。Plugless Power 表示,其即将推出的第三代無線充電器的目标價格為 3,500 美元(含安裝費),而且它也在為歐洲市場開發充電器。
多個車企和區域的電動汽車可以實現無線充電
特斯拉、沃爾沃、奧迪、寶馬、奔馳等車企都已經開始大力研發或測試電動汽車無線充電系統。目前,充電器制造商正在制造電動汽車感應充電所需的充電器和硬件。一些汽車制造商表示有興趣将感應充電作為标準配置,寶馬在 2018 年對其 5 系列 530e iPerformance 混合動力車進行了試驗。該試驗從德國開始,并于 2019 年擴展到美國,一小部分加利福尼亞居民被邀請租用帶有無線家用充電器的 530e 混合動力車 36 個月。電力通過三英寸的氣隙傳輸,并以 85% 的效率傳輸。它的充電功率為 3.2kW,足以在 3.5 小時内充滿電池。
Genesis 還緻力于感應充電,并将該功能作為新 GV60 EV 的一個選項提供。Genesis 聲稱可選的感應充電器将比典型的家用壁式充電器更快地為 SUV 的 77.4kWh 電池充電。Genesis 表示,這款 280 英裡的汽車在 6 小時内充滿電,而傳統的壁式充電器需要 10 小時。感應硬件來自充電專家 WiTricity,但買家必須自己購買實際的充電器,安裝在車庫的地闆上。Genesis 表示,該功能最初隻會在韓國推出。
說到 WiTricity,這家總部位于馬薩諸塞州的公司成立于 2007 年,從那時起就一直緻力于無線充電技術。這家獲得風投支持的初創公司于 2019 年初收購了高通的 Halo 感應充電技術,高通成為 WiTricity 的少數股東。WiTricity 聲稱它可以無線充電,功率效率在 90% 到 93% 之間,充電速率在 3.6kWh 到 11kWh 以上,充電距離在 10 到 25cm 之間。高通此前曾表示,其 halo 技術如何能夠以高達 22kW 的功率進行無線充電,這表明 WiTricity 正在保留大量技術儲備。
邊開車邊充電是無線充電美妙的地方
這是電動汽車技術的聖杯;當汽車駛過嵌入路面的充電器時為汽車提供動力的能力,顯然聽起來非常美妙且合理。作為 Halo 系統開發的一部分,高通公司在 2017 年證明,即使車輛以高達 70 英裡 / 小時的速度行駛,也可以在駕駛時充電。
在其 100 米測試跑道看似規則的路面下,高通安裝了無線充電系統,能夠為經過特殊改裝的雷諾 Kangoo 電動貨車車隊供電,每輛電動貨車配備兩個 10kW 充電闆。2021 年,雖然公共道路還不能為電動汽車充電,但美國密歇根州和印第安納州都熱衷于實施這項技術。在最早,密歇根州州長格雷琴 · 惠特默 ( Gretchen Whitmer ) 于 2021 年 10 月表示,将如何選擇一英裡長的道路來開展車輛充電試點。與印第安納州的路面充電試驗一樣,具體地點(和時間表)尚未披露。此類試驗也在以色列和挪威進行。
無線充電對自動駕駛汽車至關重要
不難想象,這樣的道路對未來的自動駕駛汽車有很大的用處。自動估價師出租車不是每隔幾個小時就跑去充電——或者更糟糕的是,需要一個司機進去接他們——它們會在行駛過程中不斷地從路上充電。
有時很容易将無線充電視為一種噱頭——畢竟,你真的不需要在沒有數據線的情況下為手機充電。同樣,插入電動汽車也隻需要幾秒鐘,但未來是一種創舉。但如果充電器可以嵌入道路—— WiTricity、Plugless Power 和其他公司顯然希望在商業上取得成功——那麼其影響可能是革命性的。
中國也在無線充電方面不斷探索布局
中國國家市場監督管理總局國家标準化管理委員會發布了電動汽車無線充電四項國家标準,此次發布的四項國家标準,是該系列國家标準 18 項中的一部分,包括《電動汽車無線充電系統第 1 部分:通用要求》(GB/T 38775.1)、《電動汽車無線充電系統第 2 部分:車載充電機與充電設備之間的通信協議》(GB/T 38775.2)、《電動汽車無線充電系統第 3 部分:特殊要求》(GB/T 38775.3)、《電動汽車無線充電系統第 4 部分:電磁環境限值與測試方法》(GB/T 38775.4)。在輻射指标方面,我國國家标準指标比歐美等地的相關标準更嚴格、更安全。
另外,中興新能源、比亞迪、中惠創智、萬安億創、科陸電子等企業,以及中科院電工所、華南理工大學等研究機構和高校,都在進行電動汽車無線充電系統的研發與應用。