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汽車電路板之無線充電真的會是電動汽車標(biāo)配?

文章出處:電子發(fā)燒友責(zé)任編輯:龔愛清查看手機(jī)網(wǎng)址
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人氣:-發(fā)表時間:2017-04-21 09:48【

引言:無線充電和汽車電動化、智能化的發(fā)展趨勢高度契合,因此汽車電路板小編認(rèn)為,無線充電一定是未來電動汽車的充電主流方式,并將深遠(yuǎn)的改變汽車未來用電的場景。


電動汽車無線充電市場規(guī)模


電動汽車無線充電項(xiàng)目,是指開發(fā)和應(yīng)用大功率無線電能傳輸技術(shù),應(yīng)用近場耦合原理和磁共振技術(shù),使得電動汽車可以實(shí)現(xiàn)中距離無線充電,解決目前無線充電傳輸距離短、損耗大、充電速度慢等難題,以及有線充電樁的建設(shè)成本高、操作復(fù)雜、兼容性差、占地面空間大等問題。


2016年中國新能源汽車銷量超過50萬輛,增速同比超過50%,新能源汽車銷量在汽車銷量的占比達(dá)到1.8%,保有量接近100萬輛。


按照規(guī)劃,到2020年,我國純電動汽車和插電式混合動力汽車生產(chǎn)能力達(dá)200萬輛、累計(jì)產(chǎn)銷量超過500萬輛。假設(shè)充電設(shè)施與電動汽車按1:2的比例來建設(shè),而無線充電技術(shù)滲透率為50%。預(yù)計(jì)至2020年,我國電動汽車無線充電的市場規(guī)模將達(dá)到數(shù)百億規(guī)模。


無線充電的優(yōu)勢


一是無線充電非常的便捷。目前的汽車在補(bǔ)充能源上,都需要經(jīng)過加油槍加油或者充電頭充電,而無線充電只需要你將車停在無線充電點(diǎn)即可,非常方便。


二是安全性,這是無線充電的一大優(yōu)勢。目前的高電壓的充電樁擺放在外面并不安全,尤其是在露天一些雨天等惡劣天氣環(huán)境中,擁有極大地安全隱患。另外如果遇到惡意破壞的情況下,充電樁也非常容易引發(fā)危險。而無線充電樁埋在地下,可以很好地適應(yīng)惡劣天氣以及避免惡意破壞。


三是可靠性。在車長期的使用中,車裸露的充電部分會因?yàn)殡s物造成充電效率的下降以及各種問題的產(chǎn)生,而無線充電則只需要將無線充電模塊置入汽車即可,很容易避免這些問題的產(chǎn)生。




無線充電的痛點(diǎn)


無線充電在發(fā)展過程中存在一些瓶頸和需要克服的問題。


1.標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一


統(tǒng)一無線充電標(biāo)準(zhǔn)對整個電動汽車行業(yè)的發(fā)展大有裨益,因?yàn)槭褂媒y(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)保證了不同系統(tǒng)(車上和地面的充電板)之間能夠適配使用。但目前還尚未形成統(tǒng)一的無線充電指南標(biāo)準(zhǔn)。各家公司掌握的電動車用無線充電技術(shù)各異,這樣會阻礙無線充電的商業(yè)化進(jìn)程。


2.電磁場安全焦慮


雖然從物理原理來講不認(rèn)為對生物體有任何的影響,問題是用戶接受不接受,如果一天解決不了安全焦慮的問題,就無法大規(guī)模商業(yè)化。對于充電樁,輻射影響完全可以忽略不計(jì),輻射對人體的影響主要都是體現(xiàn)在心理上,而不是身體上。但是換成無線充電,由于頻率遠(yuǎn)高于日常的50hz,產(chǎn)生的輻射可能就不可同日而語了。


3.電磁兼容問題


主要問題是頻段分配,SAE推薦85KHZ左右,80-90KHZ之間的范圍。另外對敏感設(shè)備的影響,也算電磁兼容的一部分。


4. 異物檢測


如果發(fā)射器上落了一些金屬的物體,鑰匙,鐵釘和硬幣,工作時會產(chǎn)生高頻交變的磁場,產(chǎn)生感應(yīng)加熱,存在一定的火災(zāi)風(fēng)險。因此需要做異物檢測,檢測到有這些的東西存在時就停下來。


5.成本


電動汽車無線充電技術(shù)未能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的主要原因,終究還是落在了“成本”二字上。由于缺乏必要的基礎(chǔ)設(shè)施,這項(xiàng)技術(shù)要落地,即便無線充電對電動汽車用戶而言是一項(xiàng)非常便利的功能,但要進(jìn)行大規(guī)模推廣還得看基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)商買不買賬。


電動汽車無線充電技術(shù)


在2015年4月22日的Formula E電動方程式錦標(biāo)賽上,高通就展示了自己研發(fā)的Halo無線汽車充電技術(shù)。它的原理就是利用磁共振效應(yīng)來對電動或混動車輛的動力電池組進(jìn)行非接觸式充電。這個充電過程無需使用傳統(tǒng)的電纜即可進(jìn)行,在需要充電時,車主僅需要將車輛停放在Halo的充電板上方即可,因此更加方便、省力。




目前除高通外,市面上還存在WiTricity,KAIST,Momentum Dynamics,Evatran四家提供面向電動汽車的無線充電技術(shù)。盡管絕大多數(shù)公司在電動汽車無線充電技術(shù)領(lǐng)域都擁有自己的知識產(chǎn)權(quán),但只有高通和WiTricity已經(jīng)開始將其技術(shù)授權(quán)給第三方硬件供應(yīng)商使用了。


中國電動汽車無線充電技術(shù)走在前列


為了加強(qiáng)行業(yè)規(guī)范與指導(dǎo),2016年5月,國際自動機(jī)工程師學(xué)會(SAE International)發(fā)布了混插式以及全電動汽車無線充電技術(shù)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),這是電動汽車無線充電方面的第一個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),具有開創(chuàng)性意義。新出臺的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)簡稱為“SAETIRJ2954”,意在為輕型插電式以及全電動汽車無線充電技術(shù)制定規(guī)范,并在全行業(yè)里推行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),以加強(qiáng)行業(yè)管理與指導(dǎo)。


整個汽車產(chǎn)業(yè)將這項(xiàng)指南的發(fā)布視為推動無線充電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的關(guān)鍵一步,OEM主機(jī)廠,Tier1供應(yīng)商等便可加快開發(fā)用于全電動汽車及插電式電動汽車的無線充電系統(tǒng)產(chǎn)品。但用于保證與其他公司系統(tǒng)間兼容性的國際標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計(jì)2018年才能發(fā)布。SAE希望將包括其在內(nèi)的框架最終發(fā)展成為電動汽車無線充電標(biāo)準(zhǔn)。


作為新能源汽車最重要的基礎(chǔ)技術(shù)之一,我國在無線充電技術(shù)商用探索中一直和世界保持著同步。以中國電科院、重慶大學(xué)、東南大學(xué)、中科院、哈工大為代表的國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)和高校已經(jīng)在無線充電理論和樣機(jī)領(lǐng)域有十幾年的積累,培養(yǎng)了一批該領(lǐng)域?qū)S腥瞬拧R灾信d通訊/中興新能源汽車為主的國內(nèi)企業(yè),近年來已經(jīng)在成都、長沙、鄭州、深圳等國內(nèi)十幾個城市開通了多條商用示范線,為無線充電的規(guī)模部署積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在這些應(yīng)用的基礎(chǔ)上,無線充電地方標(biāo)準(zhǔn)也走在了前面,在中興通訊/中興新能源汽車牽頭下,深圳無線充電地方標(biāo)準(zhǔn),在15年8月正式發(fā)布,包括《總則》、《通信協(xié)議》、《電能傳輸要求》、《接口》、《安全》、《管理系統(tǒng)》、《電能計(jì)量》、《地面設(shè)施》、《車載設(shè)備》、《充電站》10個部分,是當(dāng)前全球體系最為完整、條目最為詳盡的電動汽車規(guī)范。另外,成都市相關(guān)地方標(biāo)準(zhǔn)已于2016年7月份發(fā)布,廣東省、上海市的無線充電地方規(guī)范也在制定中,這都是中國制定自己無線充電國家標(biāo)準(zhǔn)非常有利的基礎(chǔ)。


2014年,中興通訊推出自主研發(fā)的大功率無線充電系統(tǒng),該系統(tǒng)是由中興通訊CGO(cool,green,open)實(shí)驗(yàn)室歷時三年進(jìn)行項(xiàng)目孵化的重要藍(lán)海戰(zhàn)略拓展項(xiàng)目。與傳統(tǒng)的有線充電的方式不同,中興通訊的無線供電系統(tǒng)是通過非接觸的電磁感應(yīng)方式進(jìn)行電力傳輸。當(dāng)充電車輛在充電停車位停泊后,能自動通過無線接入充電場的通信網(wǎng)絡(luò),建立起地面系統(tǒng)和車載系統(tǒng)的通信鏈路,并完成車輛鑒權(quán)和其他相關(guān)信息交換。在無線充電過程中,一般小型車需要功率5kw-7kw,大巴車需要30kw-60kw,無線充電的整體效率可達(dá)到90%。


目前中興與國內(nèi)許多汽車生產(chǎn)廠家展開了合作,乘用車的無線充電已經(jīng)完成全系統(tǒng)的技術(shù)突破或者是商用化能力,包括了無線充電的功率傳輸、車載模塊和地面通訊、異物檢測、生物檢測,包括車載側(cè)和地載側(cè)的應(yīng)用,相信不久之后我們也會見到更多汽車配備了中興的無線充電技術(shù)。


小結(jié):一項(xiàng)重大技術(shù)的變革,沒有那么輕而易舉,一旦技術(shù)若真正實(shí)踐起來,都會有很多難關(guān)需要突破,對于這個過程,要有期待并保持耐心,電動汽車無線充電技術(shù)也是如此。

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