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比充电桩还快 详解快速无线充电技术

作者:时间:2016-10-29来源:网络

想象一下如果你可以坐在车里不动,在不到一小时内就能完成以前插入式充电4-7个小时的工作,那会是多美好。很遥远么?其实不是。Momentum Dynamics公司(以下简称MD公司)正在悄然把这种感应式的充电技术带到乘用车和商用车上。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201610/309646.htm

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Momentum Dynamics原型车

MD公司CEO AndyDaga透露几乎所有乘用车、商用车车企都在积极推进该技术。很显然,能快充的电动车更实用,日产聆风采用的峰值功率50千瓦的CHAdeMO快充可以在一小时内充满(半小时充80%),而电池更大的特斯拉ModelS也能在其超级充电站(官方数据峰值功率可达130千瓦)里用不到两小时充满。

而MD公司的家用设备在原型机上能提供峰值功率10千瓦(50A/240V)。它完全不需要人来操作,安全可靠,而且电流产生的感应磁场可以“穿过”冰甚至水泥。设在公共场所的原型机则已经测得了高达50千瓦的峰值功率。不过经过多次试验,公司认为25千瓦是“最佳功率”,并将它设为标准。根据这样的数据,家用型器可以为续航里程小于160公里的电动车半小时充80%,和当前主流的直流快充性能不相上下。

工作原理

MD公司的感应无线充电技术其实很原始,最早可追溯至尼古拉·特斯拉还健在的年代。技术手段无非是在地上和车上分别装一个感应线圈,只不过外形上要设计得足够实用且足够优雅。这些看起来如同大号甜甜圈的线圈在MD公司副总裁BruceLong的设计下不仅厚度很薄而且效率很高。

据Daga介绍,他的充电系统将电磁场牢牢控制在其应用范围以内,不会影响到周围金属物体,比如车上的金属部件,这大大提高了其高功率充电时的效率。 “25千瓦连续充电时整个系统效率可达91%,”Daga介绍称,“我们未来还可继续讲效率提高至93%。这效率是充到电池的功率比上墙上插座的功率。”

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布置在底盘的感应线圈

经过长达五年的开发、专利注册、试制品测试等等,MD公司成功做到了充电时不对周围金属加热、而且充电速度可以和插入式相媲美,同时成本也没有太多增长。这项技术也已经通过了国际电磁污染标准,对任何动物都没有伤害。为了未来大规模商业普及,MD公司也开发了防止并排充电的两台车互相干扰的解决方案。

“这其实是一种近场通讯,”Daga说,“它采用了无线输电中存在的电磁场送电的同时进行信息交流。”这项技术主要解决的问题就是多车同时充电时所产生的信号互串干扰,这种漏洞极有可能为黑客攻击提供渠道。MD公司也正在考虑把该技术注册为专利。包括这项技术在内的多项“幕后”技术是真正让MD公司走在无线充电前沿的法宝,而不仅仅是充电速度快。

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至少目前有一家神秘车企正在评估MD的技术,并有可能让其成为供应商。电动车会在开发阶段就根据MD的无线充电技术预先做好配置,在经销商那里随时可以让客户选装。MD目前正在测试的零售产品将在一年内成型,今后车主只需要买一个接收端放在车上就可以随时使用,像目前的2级充电器一样。

可能MD不一定是未来的第一家无线充电公司,但5-10千瓦的功率(根据家庭用电线路调整)在目前尚属最快。Daga预计,今后MD公司的产品将有四分之三供给商用车,四分之一供给家用车,但后者会逐渐增长。针对目前的形势,Daga认为每个车企都同时在多种技术上下注,但最终无线充电胜出只是个时间问题。到目前为止,特斯拉还并没发布任何关于该技术的研究,但其他车企,比如丰田,就在和MD的一个重要竞争对手,发迹于美国麻省理工大学的 WiTricity合作做相关开发。事实上WiTricity的客户还包括日产、宝马和本田。与MD公司不同的是,WiTricity公司的技术更加高端,采用了磁场共振方式送电。能量发送装置和能量接收装置在一个特定的频率上共振就可以进行彼此的能量交换。它一个重要的优势就是不需要像MD公司那种电磁感应式充电必须“对接到位”,同时它还允许发送和接受装置采用不同的尺寸,增加了产品的通用性和延伸性。特别是对车载接收器来说,如果能缩小尺寸,那车企就不用担心车辆配重所引起的各类麻烦。

电动车发展势不可挡

自动充电绝对是个新的增长点。就比如近日大众公司推出的精致而复杂的自动充电机械手。这或许是日耳曼式的工程骄傲,但他们过于复杂,价格也过高。与此同时,车企其实一直努力从根本上甩掉充电线和充电插头,毫无疑问自动充电机械手并不符合这种诉求。汽车界目前对这项技术面临着一个两难的境地:一方面,一向保守的车企们往往不愿意走得太快;但另一方面,他们也怕某些公司提前把它商业化后,车企将无路可走。

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虽然很多人都仍对电动车的发展持观望态度,但近期高盛公司做出的题为《汽车时代的颠覆性新纪元》的研究报告预言到2025年,全球四分之一的车型将会是插电混动或纯电动车。换句话说,在总量达1.2亿台车中,插电混动或纯电动的体量将达到三千万台。同时由于目前该领域的主推力量来自政策和法规,高盛公司也预测未来十年中会有一个业态模式的转变,充电方式必然会有新的解决方案出现。“汽车业必须张开双臂接纳技术变革,迫切程度远超以往。”高盛公司在报告中如是说。

另一个来自摩根士丹利的报告则对未来更为看好,同样也是依据对政策的预测进行的未来展望。该报告预计十年后,美国车市上将有四分之一的新车销售属于电驱动产品,相比如今的1%,这个数字的确十分乐观。Daga说,哪怕现实只有这个数字的一小部分,至少也会有越来越多的电动车需要充电。

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