買臺電動車就是買了個爹,? 的確,,時至今天,假如您家里或公司沒有充電條件,,教授是不建議您購買純電動車的,,畢竟純電動車的能源補(bǔ)充速度相較汽油車慢。 此外,充電樁的可用情況不如加油站,,目前幾乎所有能找到的油站都是有專門人員運營,,所以不用擔(dān)心油站的情況。 但充電樁則不同,,大部分情況下都是無人監(jiān)管,,很多充電樁即便損壞了,也無法發(fā)現(xiàn),,假如在不熟悉的地方遇上這種充電樁,,相信你的內(nèi)心會崩潰的。 電動車的續(xù)航短也是其中一個問題,,在日常通勤的情況下還算可以,,到了長途出行,就成為了純電動車的軟肋,。 這是由于電動機(jī)天生結(jié)構(gòu)決定的,,這時候本來就捉襟見肘的續(xù)航里程就會放大。目前來說,,在高速布置充電樁還是少數(shù),,而且一遇上節(jié)假日,排上三五個小時去充電,,不僅浪費時間,,還拖延了假期出行的行程。 可以完美解決以上問題的,,當(dāng)屬無線充電技術(shù),。當(dāng)然并不是說車輛停止在服務(wù)區(qū)充電,而是車輛行駛過程中就能夠無線充電,,這樣既能夠降低由于充電而浪費掉的時間,,又可以不影響旅途的同時幫車輛充電,聽起來似乎一舉多得,? 傳統(tǒng)的充電設(shè)施還無例外的都擁有電線,,電線是傳輸信號、電力等一切交流的通道,。隨著科技的進(jìn)步,,除了主流電器之外,電子技術(shù)的發(fā)展方向也是朝著無線技術(shù),,從最開始的有線電話到無線數(shù)碼信號,,并開始使用無線充電為手機(jī)、智能化設(shè)備充電,。 隨著汽車逐漸開始普及電動化,,幾乎可以斷定無線充電是必經(jīng)之路,,想象一下,未來無論是停車場還是等紅綠燈期間,,又或者行駛在高速公路上,,純電動車都能充電,這將會終結(jié)續(xù)航焦慮,,而電磁效應(yīng)則讓其成為可能,。 電磁感應(yīng)設(shè)計兩個電磁線圈,也就是兩根電線,,通常是銅線,,它們纏繞磁芯并通電;其中一個線圈是發(fā)射器,,未來會出現(xiàn)在停車場,、車道的充電板中,另外一個位于車身底部,,作為接收器,。 當(dāng)發(fā)射器通電,它就會產(chǎn)生磁場,,并向接受線圈傳遞能量,,為車輛充電。 因此,,產(chǎn)業(yè)專家相信無線充電將分為四個階段實施,,第一階段應(yīng)用于住宅,第二階段應(yīng)用于停車場,,第三階段應(yīng)用于道路停車位,,第四階段更加未來化,埋在高速路路面下,。 第一階段已經(jīng)出現(xiàn),,國外至少有兩家公司開發(fā)出家用無線充電系統(tǒng),分別是Evatran和Witricity,。 Evatran位于弗吉尼亞州,,它的無線充電系統(tǒng)可以應(yīng)用于特斯拉Model 3和寶馬i3和日產(chǎn)聆風(fēng),在3.3-7.2kW之間的一般家用額定功率范圍有各種輸出功率,。Witircity在馬塞諸薩州,,他們的系統(tǒng)最高輸出可達(dá)11kW。 此外,,自動汽車制造商自己也開發(fā)專屬無線充電系統(tǒng),其中包括日產(chǎn)和寶馬,。無線充電應(yīng)用第一階段看起來進(jìn)展順利,,但第二到第四部將需要政府支持,。 在英國,2018年7月英國計劃投入4000萬英鎊應(yīng)用于研究無線充電技術(shù),,包括投資解決無停車位道路充電的無線充電技術(shù),,同時也在研究商用車的無線充電技術(shù),比如共享汽車和大型運輸車,。 美國能源部資助的橡樹嶺國家實驗室最近展示了輸出功率120kW的無線充電系統(tǒng),,這種功率跟特斯拉超充功率相同, 但實驗室沒有止步于此,,其長期目標(biāo)是研發(fā)350kW的無線充電系統(tǒng),,這樣的充電功率讓電車的充電時間低于15分鐘。 為了讓動態(tài)無線充電系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)上可行,,實現(xiàn)350kW目標(biāo)的條件相當(dāng)苛刻,,隨著輸出功率的提升,埋在錄下的線圈體積和成本都要降低是大規(guī)模使用的前提,。 同時,,高通開發(fā)的動態(tài)無線充電示范項目也已經(jīng)啟動,高通在法國建了100米實驗軌道,,鋪了20kW無線充電系統(tǒng),,雖然20kW的充電功率不高,對于鋪設(shè)過長的線路成本效益比也不佳,,但看起來是實現(xiàn)無線充電的基礎(chǔ),。 它證明了隨著技術(shù)進(jìn)步,動態(tài)無線充電終將成為現(xiàn)實,,也證明了終結(jié)續(xù)航焦慮只是時間上的問題,。 不要太天真,根據(jù)無線充電聯(lián)盟在2015年的研究(無線充電聯(lián)盟是Qi無線充電標(biāo)準(zhǔn)的制定者),,他們發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)實工況,,Qi標(biāo)準(zhǔn)無線充電的效率是59.4%,其競品的效率僅為39.6%,。 舉個例子,,iPhone X第一季度銷量3000萬,帶來的影響是每日用電量增加415MWh,,這還是每臺手機(jī)每天只充滿一次的數(shù)據(jù),。以60%的效率計算,結(jié)果是電網(wǎng)每日增加負(fù)載278MWh,,這等同于家庭年均用電量的25倍(當(dāng)然,,這是海外統(tǒng)計的數(shù)據(jù),并非中國數(shù)據(jù)),。 這僅僅是計算了數(shù)碼產(chǎn)品市場,,電網(wǎng)想要為新增負(fù)載采用清潔能源的話,,就需要新建1400個風(fēng)力發(fā)電機(jī)。 以電動車來計算,,根據(jù)駕駛習(xí)慣,,特斯拉Model 3每公里電耗為4.5-5.5kWh(理想情況下)以每天通勤35公里計算,特斯拉每日電耗7kWh,,幾乎等同于一個小家庭的日均用量,。 電網(wǎng)增加的壓力主要原因是無線充電效率低,,橡樹嶺國家實驗室演示了20kWh無線充電系統(tǒng)已90%效率運行,,功率輸出比傳統(tǒng)有線慢充快3倍左右,現(xiàn)在還不知道現(xiàn)實條件下充電效率是多少,。 而目前有線充電的效率普遍在95%以上,,所以效率低是影響無線充電普及的其中一個因素。 從圖中可以看到,,縱坐標(biāo)為充電效率,,橫坐標(biāo)為接收器和發(fā)射器之間的距離和發(fā)射器直徑比,不同嚴(yán)格的線條代表不同尺寸的接收器,。 通過圖中的曲線,,可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)接收器和發(fā)射器距離到達(dá)臨界值時,充電效率會大幅下降,。 對于一個既定的無線充電系統(tǒng)來講,,發(fā)射器和接收器位置的偏差講述決定充電效率的重要,50cm直徑的發(fā)射器和25cm的接收器最大偏差是7.5cm,。 對于一輛四五米長,,近兩米寬的汽車來說,187.5px這個停車精度已經(jīng)不低,,也正是如此,,車廠會將無線充電技術(shù)和自動泊車緊密結(jié)合在一起。 車輛的高低不同,、停車位置不同、地面雜物等會引起變化,,這種變化的直接體現(xiàn)就是導(dǎo)致我們停入車位后無法充電。 教授曾經(jīng)遇到過使用充電樁也無法為車輛充電的情況,,充電樁一直顯示識別失敗,,結(jié)果需要更換幾個充電樁才能充電成功,就連普通充電樁的成功率都如此低下,,那么無線充電的便利程度又能達(dá)到多高,? 想要建設(shè)一個無線充電站,,在體積和復(fù)雜程度上就跟普通充電樁不是一個量級,,首先需要在地面挖個地坑,用于埋下充電線圈等必要部件,,隨后還需要重新回蓋,。如果想要充電功率足夠大,那么這個坑也需要更大,。 如果想要建一個無線充電站,,甚至需要把整個原來的停車場都挖開,還需要布線等工序,。而目前的充電樁只需要通過增加線路隨后在地面上安裝充電樁即可,,幾乎無損的安裝,無疑有利于充電樁的普及,。 更有科研人士指出,,也許在無線充電技術(shù)得以全面投放的那天,純電動汽車已經(jīng)有了超大電池包,、能實現(xiàn)上千公里的續(xù)航,,而且充電時間大大縮短,那么無線充電也就沒有存在的必要性,。 無線充電標(biāo)準(zhǔn)化是重要是起步,,國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)不一,,就需要自己“摸著石頭過河”。 沒有標(biāo)準(zhǔn)化意味著通用性降低,,想象一下,,一個停車位只能服務(wù)一個品牌的車輛,市面上的品牌多如牛毛,,難以保證使用便利性,。 此時,標(biāo)準(zhǔn)的重要性就體現(xiàn)出來了,,統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)后所有的車輛到達(dá)停車場后都能使用同一個充電車位,。 雖然無線充電技術(shù)在實驗室條件下能做到不錯的表現(xiàn),但是實際普及還有一段很長的路要走,,無論是電磁屏蔽問題還是充電效率問題又或者說成本,,都是限制無線充電技術(shù)發(fā)展的重要因素。 如果需要大力推廣,,少不了國家層面的支持,,就像當(dāng)初純電動車發(fā)展一樣,國家補(bǔ)貼推動才會高速發(fā)展,。 但我們從有線上網(wǎng)到WIFI普及,,人們并沒有等待太長時間,相信在未來技術(shù)升級和普及推廣將帶來無線充電設(shè)備成本的進(jìn)一步降低,,電動汽車無線充電技術(shù)或許會進(jìn)入千家萬戶,,甚至高速公路。 |
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