電動汽車無線充電技術開創充電新生態
隨著新能源汽車市場的逐漸壯大,相應對基礎充電設施也是指數級別的需求遞增,而當前的有線充電方式太過繁瑣,不具備良好的用戶體驗,這就給無線充電發展的提供了絕佳機遇。
充電市場現狀
停車,插槍,刷卡,充電……這是直流充電的大致步驟,也是主機廠最主要的充電方式,但是存在不少問題。直充很快,但由于待充電的車子數量龐大,充電樁的數量往往捉襟見肘;另外,充電也有相當部分危險性,比如雨天充電、在“車子如林”的廠內里艱難挪車等等;而在火熱市場的推動下,有時候急著交車子,還得充電到半夜;還有,雖然為充電專門預留一部分區域,但是等著充電的車子還是排著長龍,一方面還是因為充電時間較長,另一面也是充電所需空間過大所致。這些充電問題一直困擾著主機廠,在革命性的充電方式普及之前,就產業目前現狀來看,并沒有更好的解決辦法。
考慮到有線充電方式的局限性,部分廠家就把目光轉向了無線充電。
無線充電的起源則可以追溯到1901年,尼古拉·特斯拉在紐約長島建立了187英寸的無線充電塔——沃登克里夫塔,以進行無線輸電試驗。車用無線充電技術最早出現于上世紀90年代,由通用及其旗下子公司Delco研發,但第一個通過ETL認證并得以推廣應用的,是美國Evatran公司的Plugless L2系統,已經在雪佛蘭Volt和日產Leaf上安裝使用,日產是第一個宣布量產無線充電系統的廠商。
無線充電概況
無線充電的優點在于:
1.充電設備占地小、充電便利性高;
2.充電設施可無人值守、后期維護成本低等優勢;
3.在相同的占地面積下,相比于傳統的充電樁充電,使用無線充電可以充電的電動車數量有所提升,增大了空間利用率。

無線充電技術路線:
1、電場耦合式;2、電磁感應式;3、磁場共振式;4、無線電波式。
電場耦合方式和無線電波這種方式的傳輸功率較小,目前還沒有在電動汽車上應用。電動汽車用無線充電技術主要采用電磁感應式和磁場共振式。

電磁感應式,初級線圈一定頻率的交流電,通過電磁感應在次級線圈鐘產生一定的電流,從而將能量從傳輸端轉移到接收端。使用時要求兩個設備的距離必須很近,供電距離控制在0mm~10cm左右,而且充電只能對準線圈一對一進行。電磁感應式無線充電的能量轉換率高,傳輸功率范圍較大,能從幾瓦到幾千瓦。

磁場共振式,原理與聲波共振類似,只要兩個介質具有相同的共振頻率,就能夠傳遞能量。這種方式的充電距離在電磁感應式與無線電波式之間,優點是傳輸功率較大,能夠達到幾千瓦,可以同時對多個設備進行充電,不要求兩個設備之間線圈對應;缺點就是損耗很高,距離越遠,傳輸功率越大,損耗也就越大,最麻煩的是必須對使用的頻段進行保護。

圖片來源:技術在線
電動汽車采用電磁感應式或磁場共振式其構型基本一致,將充電電纜和反射線圈埋設在停車位組成供電機構,當車輛駛入停車位,安裝在車輛底部的接收線圈與發射線圈重合,車輛與充電服務器建立通訊開始充電,發射線圈產生交變磁場,接收線圈產生電流通過逆變器將電能傳遞到電池。如下圖所示:

下表為國內外廠家無線充電的技術方向:

中興的無線充電技術
在主機廠的朋友應該了解,除了直流充、交流充,或者換電車型有需求,某些客戶對搭載無線充電技術的車型也是非常感興趣,而縱觀國內各大無線充電系統供應商,中興的市場化是最高的,也成為了大部分主機廠的選擇之一。據統計,目前,與中興新能源合作的主要廠家有:東風汽車、蜀都客車、宇通、北汽、長安、奇瑞等,試點省市:湖北襄陽、四川成都羊石、河北、云南、河南等
根據此前中興的說法:相同功率的設備相比較,無線充電設備建設成本大概是有線電樁的2~3倍,但擁有成本只有傳統有線充電與換電的十分之一。按目前的充電站建設成本來看,在免費獲得充電站建設用地的前提下,需要投資約2000萬元建設一個充電站,大約配8個左右充電位,按照每個充電位1:5的使用比例計算,一個充電站每天能充40輛汽車。而用無線充電技術,用2000萬的投資,在不征地的前提下可以建80個無線充電位,每天可以充400臺車。無需人工值守,支持全自助充電服務,運營成本幾乎為零,徹底改變現有的充電TCO(Totalcostofownership)結構。所以說,中興提供的不僅是一種無線充電技術,而是一套完整的無線充電方案。
無線充電市場需求巨大
根據國務院《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012―2020 年)》,到 2015 年,純電動汽車和插電式混合動力汽車累計產銷量力爭達到 50 萬輛;到 2020 年,純電動汽車和插電式混合動力汽車生產能力達 200 萬輛、累計產銷量超過 500 萬輛。

假設充電設施與電動汽車按 1:2 的比例來建設,而無線充電技術滲透率為 50%。我們推測,至 2020 年,我國無線充電的市場規模將達到數百億規模。另外,據知名環保組織Go Ultra Low預測,未來5年,電動汽車的平均續航里程將會翻一倍,到了2025年,電動汽車的平均續航里程將達到300英里(483公里)。電動汽車的保有量毫無疑問將繼續提升,對于相關基礎設施的要求也會越來越高。
所以,未來10年將是無線充電大顯身手的最好時機。雖然無線充電技術優點明顯且用戶體驗更佳,但是它也存在不少問題:
1、充電效率不高,峰值效率為90%左右,而傳統充電的效率在95%左右;
2、傳遞功率不夠大,以目前的技術大多數傳遞功率一般在10kw以下,在電動車輛上無線充電一般為慢充,這個功率是滿足需求的,另外隨著技術發展這個功率也會不斷提升;
3、安全性問題,車輛無線充電主要采用電磁方式,存在輻射泄漏的問題;
4、 未形成統一的標準,與有線充電技術一樣,標準化也是阻礙無線充電技術發展的障礙之一;
5、成本與電網負荷,成本與普及之間永遠存在著典型的“雞與蛋”的問題,尤其目前的無線充電設備為了保證傳輸效率,所采用的線圈尺寸均較大,成本均較高,維修費用也大。
點評:
隨著新能源汽車市場的逐漸壯大,相應對基礎充電設施也是指數級別的需求遞增,而當前的有線充電方式太過繁瑣,不具備良好的用戶體驗,加之過長的充電時間,完全支撐不起快速膨脹的市場需求。所以,市場迫切需求革命性的充電方式出現,即使特斯拉建起了超級充電站,但由于投資過大,大部分廠商無法接受,這就給無線充電發展的提供了絕佳機遇。


























