電子發(fā)燒友網(wǎng)報道(文/梁浩斌)今年6月,特斯拉收購了一家歐洲的無線充電公司Wiferion,但10月又將這家公司出售了。有意思的是,特斯拉出售公司后,保留了這家公司的工程師。而最近,特斯拉首席設(shè)計師Franz von Holzhausen向媒體確認(rèn),公司正在開發(fā)無線充電技術(shù)。
這波騷操作非常高效,相當(dāng)于以最低成本將技術(shù)團(tuán)隊挖到特斯拉。但同時值得關(guān)注的還有,這家公司此前一直在開發(fā)的無線充電技術(shù)。
Wiferion有什么技術(shù)?為什么特斯拉需要無線充電?
此無線充電非彼無線充電,我們經(jīng)常談到的車載無線充電,一般是在座艙內(nèi)為手機充電的無線充電板。但Wiferion公司的產(chǎn)品主要是針對電動工業(yè)車輛、無人駕駛運輸系統(tǒng)和移動機器人應(yīng)用的無線能源系統(tǒng),這種無線充電與一般手機上使用的無線充電不同,無線充電發(fā)射端和接收端不需要進(jìn)行接觸,即兩者之間可以在一定距離下進(jìn)行充電。
Wiferion官網(wǎng)顯示,其首款產(chǎn)品是工業(yè)車輛用的非接觸式感應(yīng)充電器etaLINK 3000系統(tǒng),工作距離支持5mm到40mm,線圈偏差范圍在±30mm內(nèi)。與此同時,etaLINK 3000無線充電系統(tǒng)可以實現(xiàn)充電自動化,即車輛靠近即可自動激活充電,系統(tǒng)在1秒內(nèi)可以啟動,最高功率可以達(dá)到3kW。
無線充電的技術(shù)路徑有多種,但真正具有應(yīng)用潛力的主要是三種,分別是IPT(感應(yīng)耦合)、RIPT(諧振感應(yīng)耦合)和CWPT(電容耦合)。目前發(fā)展前景最好的是IPT和RIPT,前者用于小功率等設(shè)備充電,比如消費電子領(lǐng)域;后者主要用于大功率的無線充電場景,比如AGV、電動汽車等。
而電動汽車必然是需要大功率充電,因此一般會使用RIPT方案。而Wierion的充電技術(shù)正好也適用于電動汽車,因此特斯拉收購其技術(shù)團(tuán)隊當(dāng)然也是為了自研大功率無線充電。
電動汽車無線充電,需要解決的一個重要場景是與自動駕駛配合的自動補能。相信大家還記得多年前特斯拉展示過的類似蛇一般的充電機械臂,它能夠自動尋找到特斯拉電動汽車的充電口,并控制機械臂將充電槍插入進(jìn)行充電,從而在充電的部分解放雙手。
然而,在充電的部分用到機械臂,可想而知成本有多高。而在近幾年特斯拉再也沒有將這套方案拿出來展示,也說明這個項目可能已經(jīng)被放棄。
雖然說大功率無線充電系統(tǒng)相比普通的交流充電樁更貴,但也相比機械臂要便宜得多。比如汽車無線充電的車載端,成本大概接近傳統(tǒng)OBC的水平,而地面端的成本則是普通交流充電樁的3倍左右。
通過自動泊車與無線充電的配合,當(dāng)車輛泊進(jìn)停車位時,自動對準(zhǔn)了地面端的發(fā)射模塊,車輛就可以實現(xiàn)無感的自動充電。在未來自動駕駛的場景中,這樣的低成本自動補能方案可能會是特斯拉所選擇的。
現(xiàn)階段大功率無線充電存在的問題
實際上,電動汽車的無線充電量產(chǎn)要比大家想象的要早得多,早在1990年通用發(fā)布的概念車EV1上就配備了這項技術(shù),并在1996年量產(chǎn)。但當(dāng)時用的220V磁感應(yīng)無線充電還需要將充電端手動跟對應(yīng)的接收端連接才能進(jìn)行充電,實際體驗跟有線充電沒什么區(qū)別。
在2021年的上海車展上,國內(nèi)多家車企,包括北汽、廣汽、上汽等新能源車型都推出了無線充電的模塊和技術(shù),其中有一些甚至還量產(chǎn)了。比如上汽智己L7就支持選配11kW的無線充電,但顯然從市場角度來看,這項技術(shù)的推廣不算成功,畢竟連智己后續(xù)的車型都不再支持無線充電了。
這或許是因為,無線充電選裝價格本身較高,現(xiàn)階段的電動汽車無線充電功率,其實也就7kW、11kW的水平,基本跟交流家充樁相同。多花的價格,充電速度慢的同時,在體驗上還未做到完全無感,停車依然需要手動的情況下,很難完全對準(zhǔn)無線充電發(fā)射線圈,導(dǎo)致充電效率下降,甚至無法充電。
所以,當(dāng)自動泊車水平達(dá)到一定程度時,無線充電確實是能夠起到對交流家充樁的替代,并能夠提供更好的體驗。
然而在自動泊車之外,RIPT無線充電技術(shù)在汽車上的應(yīng)用其實也存在一些問題。因為發(fā)射端的充電板一般安裝在地面或是地下,如果發(fā)射端溫度過高,就很有可能點燃地面上的落葉、柳絮等易燃物。而自動泊車如果沒有停到適當(dāng)?shù)奈恢梅秶鷥?nèi),接收線圈和發(fā)射線圈產(chǎn)生大幅度偏移,都會增加系統(tǒng)過熱的風(fēng)險,同時大幅降低充電效率。
另一方面,還要做好異物檢測的功能,比如硬幣、胸針等金屬物品,金屬物品一旦位于無線充電系統(tǒng)接收和發(fā)射端之間,在工作時可能會被加熱而發(fā)生火災(zāi)的危險。生物檢測也同樣重要,包括小動物、小孩等,防止在工作時有生物進(jìn)入充電區(qū)域而對其造成傷害。
小結(jié):
總體看來,汽車大功率無線充電的主要問題是,功率小、對使用環(huán)境較為嚴(yán)苛、成本較高,當(dāng)然其無感充電的優(yōu)勢也是目前有線充電無法比擬的。如果作為家庭固定車位上的充電設(shè)備,無線充電依然有很大的想象空間,但這項技術(shù)還需要車企、自動駕駛等技術(shù)的互相配合,尤其是需要行業(yè)龍頭車企的大力推動,才有機會進(jìn)入到大眾市場。
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