無線充電技術遲遲難落地,「標準不統一」不是根本問題

發佈日期: 2016 年 08 月 12 日 16:24 | 作者: | 分類: 產業資訊
其實用腳趾頭也能想到,目前EV無線充電技術遲遲未能實現商業化的主要原因,終究還是落在了“成本”二字上。你認為電動汽車多會兒才能扔掉那根礙眼礙手的充電線纜呢?
 
如果你因為目前並不統一的無線充電技術標準,而對這項技術的應用前景有所懷疑的話,車雲菌可能要笑話你是個“老古董”了。 
 
據高通業務發展和市場行銷副總裁Anthony Thompson博士介紹,已經有多家OEM主機廠提出了不同形式的詢價。所以車雲菌借此推測,面向電動汽車的無線充電技術市場正逐漸走出低谷,呈現正向發展的勢頭。
 
 
七月底,高通宣佈同汽車座椅與電氣系統供應商Lear簽訂了電動汽車無線充電授權合約。Lear將在其產品組合中納入高通Halo電動汽車無線充電技術,支援插電混動和純電動汽車製造商及無線充電基礎設施企業實現WEVC系統的商用。按照協議條款規定,高通授予Lear開發、製造和提供基於Halo技術的WEVC系統的付費專利許可,高通未來將主要提供專業知識和技術支援。
 
按照Thompson的描述,這是高通同主要Tier 1供應商簽訂的首個電動汽車無線充電技術授權協議。不過在這之前,高通已經和許多小公司簽署了其他類型的技術授權協議。據車雲菌瞭解,高通Halo電動汽車無線充電技術已分別授權三家供應商使用:Lear,Ricardo和Brusa Elektronik。
 
一年前,高通和瑞士公司Brusa Elektronik達成了技術授權協議,而Brusa主要為電動汽車開發高效功率逆變器。據車雲菌瞭解,Brusa是戴姆勒向賓士S500插電混動系列車型提供無線充電技術選裝計畫的幕後推動者。如果傳言屬實的話,這款車型很可能會成為搭載高通Halo無線充電技術的首款量產車型。
 
競爭依然激烈
 
據車雲菌瞭解到的資訊,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。儘管絕大多數公司在EV無線充電技術領域都擁有自己的智慧財產權,但只有高通和WiTricity已經開始將其技術授權給協力廠商硬體供應商使用了。 
 
值得一提的是,豐田2013年底獲得了WiTricity無線充電技術專利使用權,有望成為首家提供無線充電選擇的日系車企。不過考慮到該車型日本國內上市時間延期,一切又都變成了未知數。
 
儘管目前各家掌握的電動車用無線充電技術各異,但車雲菌認為,能夠推動和加速車企無線充電技術商用化進程的莫過於「SAE J2954無線充電指南」的發佈。
 
美國汽車工程師協會今年五月底公開發佈了以無線供電技術為純電動及插電混動汽車充電的技術指南——SAE TIR J2954。整個汽車產業將這項指南的發佈視為推動無線充電技術標準化的關鍵一步,OEM主機廠,Tier 1供應商等便可加快開發用於EV及PHEV的WPT系統產品。但用於保證與其他公司系統間相容性的國際標準預計2018年才能發佈。SAE希望將包括其在內的框架最終發展成為電動汽車無線充電標準。
 
既然所有該技術領域的關鍵玩家都參與了J2954指南的討論和制定,車雲菌認為最終形成的無線充電標準對整個電動汽車行業的發展大有裨益,因為使用SAE的統一標準保證了不同系統之間能夠適配使用。假設我的舊車上安裝了WiTricity的無線充電系統,而我的新車上則使用的是高通Halo的無線充電技術,那麼標準統一的好處在於,無需更換相應的設備,你也能夠做到隨時隨地,想充就充。
 
不過考慮到明年至少可能有一家車企會推出能夠進行無線充電的電動車型,因此一開始很難保證不同公司提供的無線充電技術解決方案能夠彼此適配。
 
「SAE TIR J2954指南」如何促成標準統一?
 
我們都知道,無線方式傳輸電能主要是通過兩個線圈之間產生的電感耦合進行的。發送線圈內的交流電形成電磁場,處於該磁場輻射範圍內的接收線圈發生電磁感應,產生電流。
 
高通的Thompson也提到,面向電動汽車的無線充電技術最關鍵的,是包括連接電網的充電牆盒,地面和車上的充電板,以及車輛控制器在內,缺一不可且亟待標準化的設備。
 
上面這幅圖中的①即為充電牆盒,它主要負責將高頻電轉換為交流電。隨後交流電傳輸至嵌入地面的充電板②,產生感應磁場,使車內的充電板④中出現感應電流。
 
因此為了保證電能的正常傳輸,使用相同或類似的傳輸協定就變得十分有必要了。而SAE制定「SAE TIR J2954指南」的目的也是為了保證車用無線充電技術應用的安全性和高效性,同時促成關鍵零部件參數和標準的統一。 
 
好消息是,在SAE發佈的這項指南中,將85kHz頻帶作為通用頻率使用。乘用車的普通充電用輸出功率定為3.7kW,計程車等具有公共性的乘用車方面,普通充電輸出功率定為7.7kW,以歐洲為主要地區的快速充電輸出功率定為11kW,其他地區的快速充電輸出功率定為22kW等。 
 
不過由於任何充電板之間都不大可能擁有相同的磁場屬性,因此兩塊不同廠家的充電板設備之間要良好適配,實際應用中依然存在很多問題。目前高通正在開發多線圈生態,希望借此能夠適配不同車型搭載的不同充電系統的各種需求。
 
柳暗花明
 
不過基於對上述問題的考慮,OEM主機廠和供應商已經開發了符合J2954指南標準的無線充電系統,目前正在進行測試和驗證中。用Thompson的話說,隨著電動汽車無線充電技術相關技術研發測試進程的不斷推動,以及越來越多車企提出的各式詢價,讓他有了“柳暗花明”的感覺。
 
而在車雲菌的印象裡,高通面向電動汽車的Halo無線充電解決方案已經存在很長一段時間了。其中該方案的核心,應用於電動汽車無線充電系統的電磁感應技術,最早是由奧克蘭大學25年前開發出來的,所以稱之為“一項成熟技術”卻也並不為過。
 
不過2010年,該團隊從奧克蘭大學獨立出來,成立了HaloIPT公司,而高通次年就完成了對HaloIPT的並購。不可否認,之後高通一直致力於將這項技術推向商業化市場,在相關標準/政策法規的制定方面,扮演著重要角色。Thompson數次在公共場合發聲,稱“隨著先進材料,能源,充電板及化學製造工藝技術的不斷進步,有信心未來這項極具競爭力的技術將最終落地於統一標準。 
 
但是高通的無線充電技術仍然有待提升。比如兩個充電板線圈無法對正可能導致系統無法正常運行。而且SUV等其他底盤較高的車型在使用充電板時可能會無法充電。甚至如果有東西掉落在充電板上或者有動物出現在充電板上,充電也會停止。高通表示,將繼續改進上述無線充電系統,並設法縮小電池尺寸。
 
「成本」依然是最大難題
 
當然,用腳趾頭想也能猜到,目前電動汽車無線充電技術遲遲未能實現商業化的主要原因,終究還是落在了“成本”二字上。由於缺乏必要的基礎設施,這項技術要落地,也最有可能先出現在豪華品牌的高端車型上。而即便無線充電對電動汽車用戶而言是一項非常便利的功能,要進行大規模推廣還得看基礎設施供應商買不買帳。
 
理想情況下,你肯定不會滿足只是在家裡進行無線充電,你甚至希望能邊開車邊充電。目前韓國正在利用一輛公共汽車對這種動態充電技術進行測試評估,而有人也提出了這樣的想法:在現有高速公路路面下埋入充電板。不過這種動態無線充電目前來看仍是千方夜譚,和電影《星際迷航》中的遠距離傳輸技術一樣存在于未來。不過照目前發展趨勢而言,未來車用無線充電技術最開始有望在家裡實現,之後可能會拓展至工作場所、公園等區域。
 
文章來源:車雲網
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