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详解汽车无线充电发展现状

  • 2018-07-09 16:04:32 东方视窗 打印 复制 关闭 报错 字体 颜色 绿
  • 磁共振支援高功率与较远传输距离

    磁共振支援高功率与较远传输距离

      各国政府积极推进新能源车发展,提升用户在充电环节的服务体验与提升续航里程成为各车厂努力方向,除了提升电池容量外,快速充电与无线充电亦为各车厂与Tier 1重点研发项目。

      BMW宣布2018年7月将投入无线充电系统生产,并于德国率先导入于BMW 530e iPerformance PHEV车型。未来汽车仅需停放于充电底座正上方,按下启动按钮,无需电缆即可开始充电,充电完成系统也将自动关闭,此系统率先提供车主安装于自家车库中,透过3.2kW功率在3个半小时内将电池充饱,使充电易用性与便利性有望大幅提升。

      此次,BMW推出的无线充电系统并非汽车领域首例,早在2007年MIT研究团队设立的WiTricity及以磁共振技术为主轴,与Toyota、Audi、Mitsubishi与Honda等车厂展开合作;2012年美国厂商Evatran则透过Plugless Power计划,对Nissan Leaf与GM Volt车主进行实证测试,尔后包括Daimler、BMW、GM等车厂皆陆续投入无线充电方案测试。

    相较于中低功率的无线充电系统主要采用WPC的Qi标准,以磁感应技术为主,汽车领域则多采用磁共振技术,仅有Evatran、Bombardier等少数厂商采用磁感应方案。主要原因系磁共振技术支援较高功率与较远传输距离,在汽车充电动辄千瓦的功率,与底盘与地面距离较远难以近距离耦合的条件下,磁共振技术即广泛被车厂采用。

      相较于中低功率的无线充电系统主要采用WPC的Qi标准,以磁感应技术为主,汽车领域则多采用磁共振技术,仅有Evatran、Bombardier等少数厂商采用磁感应方案。主要原因系磁共振技术支援较高功率与较远传输距离,在汽车充电动辄千瓦的功率,与底盘与地面距离较远难以近距离耦合的条件下,磁共振技术即广泛被车厂采用。

      以往多有磁共振技术充电效率不佳之讨论,随着各解决方案提供商积极投入高效率天线设计、高效能电力转换技术等,目前采用磁共振技术的汽车无线充电方案皆可达到85~90%的充电效率,与磁感应技术90%传输效率相比,已相当具有竞争力。

    详解汽车无线充电发展现状

      相关标准制定将实现跨厂兼容,提升充电服务可接近性

      目前汽车无线充电仍停留在标准测试的阶段,其中SAE主导汽车无线充电发展,其于2014年即已公告针对EV与PHEV的国际无线充电标准J2954,与无线充电通讯标准J2847-6,其中J2954将汽车无线充电依据输出功率分为4个级别,包括家用充电设备的WPT1支援3.7kw、用于公共与半开放停车场的WPT2支援7.7kw,以及应用于快速充电的11Kw与22Kw;同时,J2945也要求无线充电系统需兼容各家电动车,此亦将解决目前采用电缆充电存在接口标准不一的问题。

      除SAE外,包括国际标准组织IEC亦已针对地面端无线充电订定标准IEC 61980,ISO19363则是针对车辆端订定标准;另外,德国STILLE计划、日本JSAE等也陆续推出汽车无线充电标准,中国为全球最大新能源车市场,对于汽车无线充电需求也不小,2015年中国新能源汽车EV无线充电标准委员会也已订定无线充电系统要求、通讯协议与电磁环境限值与测试方法等,目前皆已进入最后审批阶段,包括吉利汽车、小鹏汽车、Nissan与BMW等皆已于中国展开功能交互操作测试。

      随国际标准组织皆已进入最后标准测试阶段,预计2019年将完成相关标准订定,届时无线充电系统厂在产品规划与市场推广上亦将有所依循;对消费者而言,无线充电除可提升易用性外,未来也无需考量充电接口不一的问题,当基础建置大规模布建后,任何设置无线充电站的停车场皆可进行充电,充电服务的可接近性将大幅提升。

      结合智慧城市实现动态充电

      观察现有汽车无线充电方案,功率普遍落在WPT1等级,亦即无线充电将率先实现于家用充电设备,随着各大车厂陆续投入测试与国际标准颁布,无线充电将往7.7kW方向发展,其功率较大得以缩短充电时间,也较适合安装于公用停车场,以符合4~8小时停车充电需求,但此类皆属于静态充电。

      更多车厂与政府单位希望实现的或许是进一步结合公共建设,实现高功率、短时间的动态充电,此亦代表着汽车无线充电将成为智慧城市中的重要环节,包括在等待红绿灯、公交车停靠站等短暂停留的场景,透过无线充电装置的布建,让汽车充电更容易与方便,目前包括意大利、韩国与瑞典等国家皆已展开动态充电测试。

      文丨拓墣产业研究院 林雅惠

    本文首发于微信公众号:拓墣产业研究院。文章内容属作者个人观点,不代表和讯网立场。投资者据此操作,风险请自担。

      (来源:东方视窗)

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