有感科技创始人王哲:新能源汽车为何需要无线充电?

2019-4-2 亿欧

随着新能源汽车的推广与应用,无线充电技术得以在电动汽车领域“大展拳脚”。相对于有线充电,安全性和便捷性会让新能源车无线充电成为未来新能源车的标配。

新能源汽车的发展被“里程焦虑”制约,除了电池密度的不断开发,充电技术的创新也成了解决问题的方向。

电动车无线充电技术正在从麻省理工、清华大学、奥克兰大学等高校的实验室中走入市场,联合相关企业形成产品,成为新能源汽车产业中的组成部分。

2016年,Evatran公司为特斯拉开发了Plugless Power系统,让Model S车主可以享受无线充电服务。2018年,上汽荣威推出支持无线充电的车型Marvel X,BMW推出旗下首款采用无线充电功能的车型530e,保时捷在2018年日内瓦车展发布的Mission E Cross Turismo概念车也将支持无线充电。

随着无线充电技术的逐步进步,济南和江苏同里陆续建设了光伏高速公路和“三合一”电子公路,号称可实现电动车“边走边充”的“0里程焦虑”需求。

对此,亿欧汽车邀请了有感科技创始人王哲,就新能源汽车无线充电领域的现状、技术难点、成本结构等方面,为大家带来了“新能源汽车为何需要无线充电?”的主题分享。

以下为分享实录:

1、新能源汽车为什么需要无线充电?无线充电有什么优势?

新能源汽车配备无线充电功能是未来的趋势。因为现在的有线充电的,相较于,我们开发的这个,新能源车的无线充电,在安全性和便捷性方面都有很大的差距,这个无线充电的体验呢,是你把这个新能源车直接停进车位就可以开始充电了,而且没有外露的高压电线缆,避免了这方面的安全隐患。所以,安全性和便捷性会让新能源车无线充电成为未来新能源车的标配。

2、目前无线充电的形式、功率、效率、成本等基本情况

无线充电主要分为静态和动态两种,静态是把电动车停进车位就可以充电了,动态是未来可以在高速公路上拖车,实现边走边充。

目前最接近量产的是静态无线充电技术,充电效率最高能到95.4%,这是实验室能达到最高效率,最低不低于85%。所以,这个充电效率基本上还是可以媲美线充的。而动态无线充电大概预期在三到五年后才会实现产业化。

在成本方面,如果能够达到3万套以上的出货量,出货价格能控制在1万元以内,成本降低后也有利于这项技术的普及。

3、如何设计及并实现无线充电?

实现隔空能量传输本身并不复杂,可基于LC谐振电路来实现,类似于电磁炉的原理。无线充电产业的关键点是把其做成一个成熟的、产业化的产品,做到符合车规级的标准。

4、目前无线充电有什么技术难点?需要如何解决?

麻省理工从2007年开始研究大功率无线充电技术,直到现在还没有产业化。预计2020-2021年将会大批量出货,实现真正的产业化。

目前,整个系统的复杂度较高。首先,传统的技术需要停车入位,要求车辆上的接收端线圈和地面发射端信圈圆心重合偏移不超过10厘米,车主倒车精准进入指定位置之后才能无线充电,这对于车主来说的体验不够方便,还需要技术上的进一步更新迭代。

第二个难点是关于异物检测,如果在无线充电的能量通路中存在金属异物,就会引起发热,甚至有火灾的风险,目前许多方案商都在致力于解决这个问题。但是金属物体的种类有很多,甚至小到曲别针、大头针都会有影响。而且金属物体的空间位置的不同,也需要不同的算法去处理。因此,金属异物检测也是一个核心难点。

最重要的是,把无线充电做成完全车规级的产品是门槛比较高的事情,这意味着绝对不能出现任何的安全隐患。这就要求产品符合很多测试标准,但要做到几百项的要求都达成确实是一个必须要解决的难点。

5、如何解决电磁泄漏问题?

电磁泄漏是很多消费者担忧的问题,但实际上,现在的技术水平使得电磁泄漏问题并不严重,因为设备的耦合系数比较高,耦合系数高意味着发射能量几乎都被接收端接收了,在空气中辐射的能量是很少的。所以说无线充电的效率可以几乎媲美有线充电,它实际在空中损耗可以做到很小。在无线充电过程中,人在车内或者在车辆周围都几乎不会有影响。

在之前做过整车的EMC检测(电磁兼容性检测)中可以发现,散射到空间中的无线充电的能量场还不如一个放在耳边的手机的辐射量大。

6、什么类型的产业主体正在研发无线充电技术?

像宝马这类主机厂企业研发无线充电是跟供应商合作的模式,宝马是跟德国大陆电子正在合作研发这项技术。

其实大多数的一级供应商开发并推广这项技术,背后还有方案商参与。一般来说,一级供应商不会自主开发这项技术,都是跟方案商合作,方案商其实提供的是一个技术的,这个指导意见,包括专利的,其实大量的开发工作还是一级供应商来完成。

各家无线充电的大功率无线的一级供应商实际上是在竞争哪家可以率先量产。率先量产之后将会影响行业标准。另外,量产之后,就可以让很多新能源厂商都愿意尝试这项新技术。

7、要配合无线充电,车辆本身需要具备什么功能?是否会给主机厂增加成本?增加的成本有多大?

无线充电技术少不了发射端和接收端,接收端由线圈和电源模组构成,前装在车辆底盘上,把磁场转换为电场,再变成直流充到锂电池中。所以,发射接收端设备确实会给主机厂增加一定成本。成本高低取决于根充电瓦数的不同,但在初期成本会稍高,产量在达到3万套以上就会有非常大幅的成本下降。

如果说一个大概的范围呢,因为现在量还不是很大啊,大概的范围,给大家做个简单,做个参考就是。如果是低功率版本的,大概就增加几千块钱成本,如果是高功率版本,大概会增加这个1.5万到2万元。但是主要的成本还是在发射端,接收端成本只占大概30%。

此外,国家的新能源战略把整个新能源汽车产业推到了一个很高的高度上,所以目前很多国内的新能源品牌在新技术应用方面都处于前列。比如大功率电动车无线充电技术,很多国外厂商尚未量产,但不少国内新能源厂商、特别是传统主机厂新能源部门都表现出了非常大的兴趣。

8、无线充电对动力电池有什么要求?

无线充电未来会成为三电系统中很重要的一部分,对于动力电池没有特殊要求,任何一种新能源动力电池都可以搭配大功率无线充电。而且无线充电是可以随停随充,它能实现多次浅充,这种充电方式也有助于延长锂电池的使用寿命。

9、国内何时将发布充电相关的行业标准?

关于电动车无线充电的国家标准目前有几版草案,但还没有最终确定。从车端和地端分开来讲,车端制定标准的机构是天津中汽研,地面端标准是中电联。

由于在2020年,电动车无线充电技术产品很可能就会大批量出货,所以预计今年中旬或者中下旬,国内的电动车无线充电标准就会从草案形成可发布的版本。

10、无线充电和充电桩充电相比,除了节省安装费用外,在充电效率,推广难度和安全性上会有普遍优势吗?

在充电效率方面,无线充电和有线充电相差不大,效率上相差1%-2%。

在安全性方面,无线充电有明显优势,因为没有外露线缆,杜绝了高压线缆带来的安全隐患,同时设备的使用寿命比较长。

在推广层面,无线充电可以参考现有的有线充电桩,推广的逻辑和方式方法基本相同。

--原文链接--

官方微信