电动车用上无线充电,这下真成数码设备了?

电车通 2023-12-21 18:34:40

2017年,宝马公司宣布将在汽车上商用无线充电;2018年上汽荣威Marvel X展示了汽车无线充电;2023年9月,华为、小米先后申请了汽车无线充电专利……

越来越多车企公布了与汽车无线充电相关的专利,但是我们真的需要汽车无线充电吗?汽车无线充电究竟是提升体验的新技术,还是徒增成本和充电时间的营销噱头?

汽车无线充电来袭,多少消费者愿意买账?

从各家的技术介绍来看,汽车无线充电与手机很相似,停车位安装无线充电底座,将汽车开到车位后,无线充电底座升起贴近车底,给汽车充电。

该技术最大的好处,应该在于提升高级感!传统电动车停车后,需要车主自己下车插入充电枪,可能会有车主感觉麻烦,而且也破坏了许多高端车型的高级感,偶尔还可能发生忘记给车辆充电,导致第二天需要开车时电动车没电的情况。

智能化、自动化是营造高级感的有效方案,无需车主操作,汽车开到车位后,设备会自动感应并开启充电。车主还可以通过App,设置定时充电或电量低于一定百分比后再充电,避免忘记给车辆充电而影响行程。

不过需要注意的是,如同手机有线、无线充电存在差异,汽车无线充电与有线充电也存在极大区别,其中感知最明显的就是充电功率。今年车企推出的800V/900V快充,峰值充电功率一般在240kW~480kW,充电十分钟续航400公里。

未来可能商用的ChaoJi快充技术,充电功率可达900kW,实现充电五分钟续航400公里。然而这么高的有线充电,已经需要液冷散热系统,以确保充电桩不会因过热出现安全问题。

手机领域,氮化镓技术应用后,200W快充的充电器体积并不比以前的50W充电器大多少,而且不需要主动散热。但50W左右无线快充,几乎标配风冷散热系统。体验过无线充电的小伙伴应该知道,手机无线充电后,整个机身会发热,这些热量正是造成电池寿命缩短的原因之一。

汽车体积较大,且电动车电池普遍会有散热配置,不至于影响电池寿命。只是无线充电底座大概率需要配备主动散热系统,并且充电功率也不能太高。

今年3月15日,智己汽车公布的整车智能无线充电方案,功率仅有11kW。按照充电桩的快慢充功率划分,7kW~15kW均属于慢充,充满大约70KWh的电池,需要接近一夜时间,若不急于充电,倒是也能接受。更何况国内电价会随着用电高峰期和低谷期变化而变化,夜间充电还能省一点电费。(PS:豪车车主,该省的钱也不能浪费呀!)

问题在于,对于汽车无线充电,消费者们还有太多担忧,如安全性、能量转化效率等。对于绝大多数消费者而言,无线充电可能还不如一个可以自动插入充电枪的智能机器人好用!

无线充电商用条件成熟,但与普通消费者无缘

「智商越高,辐射越低」,这句话经常用来吐槽反对建设基站的人,但无论是电离辐射还是电磁辐射,是否安全都要跟功率挂钩,

工信部公布的《无线充电(电力传输)设备无线电管理暂行规定(征求意见稿)》,为电动车无线传输的功率与频谱划定的区间,其中19~21KHz、79~90KHz的频谱为无线充电汽车专用。

兰州交大光电技术和智能控制重点实验室的研究数据显示,谐振感应耦合无线充电线圈在22KHz与60KHz频率下工作时,电池暴露水平远小于国际安全要求。天津工业大学、中国电力科学研究院,以及北京协和医院的研究结果则证明,7.5kW功率、85KHz频率的情况下,辐射依然不会对人体造成任何影响。

仅有22kW功率、85KHz频率情况下,会对附近的儿童或躺在旁边的成人心脏造成超过国际非电离辐射防护委员会规定的感应电场基本限值的辐射。

简单来说,只有功率超过20kW,且他人距离充电底座非常近,甚至可能要躺下,无线充电底座才会对其造成一定的影响。而且汽车的金属外壳会屏蔽利兹线对人体的影响,坐在车内基本不会出现问题。

安全性得到了保障,那么能量转化效率呢?要知道,OneZero和iFixit测试结果显示,分别使用无线和有线为手机充电,前者多消耗了47%的电量,而且若线圈没有对准,也会对充电效率产生影响。汽车使用无线充电,会不会导致用电量增加50%呢?

目前无线充电主要有两种方案,一种基于电磁感应原理,另一种基于谐振感应耦合原理,手机大多使用前一种方案,也曾有概念车使用过。技术发展到今天,车企几乎公认谐振感应耦合原理是最适合电动车无线充电的方案。

谐振感应耦合方案对于充电设备有比较高的宽容度,无需设备特别贴近,而且可以一对多充电。Halo无线充电系统的能量转化效率甚至达到了90%,媲美电缆传输,而且功率也能达到7kW。

汽车无线充电并不是什么新技术,早在2015年前后,就已具备了商用潜质,只是当初电动车行业过于落后。如今电池技术突飞猛进,能量密度越来越高,超大容量电池有望普及,汽车无线充电自然也迎来了商用契机。

当然,汽车无线充电依然存在许多问题,例如功率超过20kW,有可能对人体产生影响,限制了其功率发展。若是担心突然需要出行,无线充电来不及充满,车位可能还是要备一个传统充电桩。而且大容量电池、无线充电设备都需要成本,恐怕只有少数高端车型才能配备。

无论该技术当前的实用性如何,都为电动车更便捷使用提供了新方案,或许未来我们驾驶的汽车真的会像科幻电影、小说中一般。

科幻的世界,正逐渐成为现实

《三体》中,冬眠苏醒后的罗辑发现未来的汽车不再需要补能,大史解释说,这些汽车用的是微波远程充电技术。

事实上,微波远程供电并不是什么新奇的东西,早在1945年,就有利用微波远程为窃听器供电以偷取情报的例子。但长期处于高功率微波辐射下,可能对身体造成你一些影响,而且微波 供电对于距离也有一定的要求,科幻小说中描绘的场景,今天看起来还是有些困难。

不过人类科技发展并未停滞,20世纪70年代科幻作家在《太空漫游2001》中幻想的场景,半个世纪后我们就已实现,谁敢肯定我们今天描绘的未来,五十年后无法实现呢?

尽管新技术可能存在问题,但所有的问题应当被验证与解决,而不是因担心安全就封存。谐振感应耦合方案距离商用越来越近,或许五十年后,汽车真的可以采用远程供电运作,用户从此告别续航焦虑。

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