下一時代汽車黑科技是「無線充電」嗎?

電動汽車時代帶來汽車充電技術多樣化發展的最大機遇。

電動汽車的發展技術已經成熟並已進入大規模商用階段。隨著中國近年來的環境壓力和能源安全問題日益突出,國家層面自上而下地推動新能源汽車產業,系統性地扶持了多個新能源汽車項目。近幾年新能源汽車保有量的迅速提高,給充電體系建設提出了前所未有的需求。我們認為,電動汽車本身走向成熟和普及,將為多樣化的充電技術帶來重大的發展機遇,目前圍繞充電技術、運營體系等的建設尚在起步,未來存在巨大的發展空間。


下一時代汽車黑科技是“無線充電”嗎?


汽車無線充電在產業和政策領域破繭,產業機遇即將全面啟動。包括高通和中興在內的知名通信廠商早已在無線充電技術上積累多年;特斯拉與奔馳也分別表示不遲於明年在下一代混動新車型上採納無線充電設備;而美國汽車工程師協會(SAE)更新近發佈無線充電指南SAETIR J2954,被視為電動車的無線充電標準。我們認為汽車無線充電在政策、產業和標準方面已萬事俱備,正待破繭,技術規範的統一和產業鏈上下游的積極參與,都有利於通過整車企業加快新能源汽車的上馬和應用,從而推動車用無線充電供給側的飛速發展。基於汽車無線充電體系起點較低,巨大的產業基於即將全面啟動。


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參照國內龍頭中興,核心技術和充電運營有望是把握機遇關鍵。汽車無線充電體系不僅僅是電力問題,其實更是集成通信、控制、電力、射頻、支付技術能力於一體的綜合系統。中興通訊除了是全球無線解決方案龍頭外,其無線充電技術也處於領先水平。我們認為,中興介入充電運營打通了汽車廠商和充電運營間的隔閡,其發展重點可以作為未來產業界發展方向的參考:即在電力充電核心技術方面和無線通信、控制、射頻與支付方面兩個重點協同發展,構築全方位競爭力。


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無線充電的優勢

安全性高

無線充電技術安全性相對來說比較高,因為它沒有外露的連接器,避免漏電、跑電等安全隱患,不用擔心“用生命在充電”的情況發生在自己身上。

空間利用效率高

無線充電設備是貼地面安裝,有一些甚至埋入地下。在相同的建設面積下,可植入充電設備的數量明顯要比傳統的充電裝備要多,而且發展到未來甚至不再是一對一的充電,這空間利用率可謂“咻咻咻”地提高了。

建設時間短

以目前的技術來看,無線充電站建設僅需一個月,還包括了兩週的水泥凝固時間。而一個有線的充電站需要約半年的時間建設。

使用與管理便捷,降低運營成本

無線充電設備簡化了充電流程,結合互聯網進行無人化管理。在將來還能與自動駕駛和互聯網相互聯合,既方便了用戶的使用同時也降低了充電站的運營成本。

也正是因為這些優勢,無線充電技術不僅被車企追捧,也成為各種未來智能出行重要的組成部分


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無線充電技術如何操作?

WCT(Wireless charging technology)的工作原理其實很容易理解,就是將電能轉化為可無線傳播的能量形式並向外發射,而後在接收端將接收到的能量轉化為電能,從而實現電能的無限傳輸,進一步將電能存儲到電池內實現充電。


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在這方面有點研究的人都知道,應用於不同途徑的無線充電技術目前主要有三種形式:感應式、共振式和微波傳應式。

綜合來看,電磁感應式和磁場共振式是最為適合電動汽車的WCT,而目前在進行無線充電研發的研發與應用的車型基本上都是採用這兩種方式。

電磁感應式WCT是利用電磁感應的原理工作。這種形式的工作頻率一般為及時KHz,相對的輸出功率大、效率較高。因為電磁感應式會採用鐵氧體磁芯,能提高無線傳輸的效率。但是它自身也有其制約因素,該形式的無線充電只能形成“一人一坑”的充電模式,而且充電距離必須控制在0-10cm之間。

不得不說,這真的考驗老司機的駕駛技術!

而採用相同原理工作的磁場共振式WCT,可實現遠距離充電,不需要一對一的精準充電,而且在惡劣環境中的可靠性與適應度也比較高。但最大的缺陷是這種形式的無線充電傳輸過程中損耗會很大,換言之,充電的效率不高。

而無線微波傳應式主要是由微波收射裝置和微波接收裝置組成。這種類型的WCT相對來說比較少應用於電動汽車的充電上。

無論是選擇哪種類型的無線充電技術,目前來說都沒有絕對的優勢。但是,企業選擇不同類型的研發方向,他們都是為了解決同一個問題:充電的便利性,從而降低運營成本。

在上文談及過,目前進行無線充電研發的車型基本上是採用電磁感應式和磁場共振式WCT。


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國內的實力到哪裡?


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相對於國外眾多廠商都“參一腳”的盛況,國內的則要冷清多了。之前陷入“芯戰”的中興算是比較突出的企業。中興於2013年就開始研發無線充電技術,2014年推出了成熟具體的產品和方案。目前中興打算投資35億元研發汽車無線充電技術。

中興無線充電技術有一個特點是其充電位也可以通過有線或者無線的方式和雲服務中心進行互聯。一旦出現充電的安全隱患,地面充電模塊就會自動停止充電並報警,確保充電過程安全可靠。中興的無線充電一般充滿一輛車需要5—6個小時,可支持200多公里的行駛里程。

雖然說,我國目前的技術沒有國外的成熟,但部分的城市已經投入運營使用,據瞭解北京已經在研究推廣無線充電微循環公交車,並將於今年下半年在亦莊或是京郊區縣已經有電動出租車的示範區域,開始進行無線充電的示範運行。絲毫不落後於他國。

另外,在今年的北京車展,榮威不但用高度仿真的智能機械人賺足了眼球,其MARVEL X純電動超級轎跑SUV也借無線充電的“黑科技”著實風光了一把。

無線充電技術並不是一項新鮮的技術,但因其誕生後具有天然便利性卻又一直未能邁向市場應用而備受關注。


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無線充電為什麼還沒普及?

“無線充電並不是一項新技術,過去之所以未能導入市場,主要是因為無線充電功率較低、效率較差,而且伴隨無線充電的輻射安全性無法論證。”中國汽車工程學會副秘書長閆建認為,如果無線充電能把這些老問題解決了,那麼市場會以更快的速度接受它。

儘管現在寶馬已經把這個技術導入到市場中了,但是能否把閆建上述所說的三個主要問題解決、加大普及化還不是現在可以下定論。我們偉大的精神支柱馬克思爺爺說過,真理是需要驗證的,何況是新的技術。每一項新技術的市場化、商用化都是需要經過試錯、檢驗的過程。

不過,寶馬如今敢於將這項技術投入到市場,在一定的程度上證明技術的相關問題是得到一定的進展的,因為注重用戶體驗的車企並不會在技術還非常不穩定的時候盲目投入到市場中的,不然企業自己就是在“自招黑粉”了。

而高通汽車無線充電業務高級技術市場經理舒傑的回答也印證了此觀點。

舒傑接受採訪時回答道:“隨著技術的發展,人們對無線充電的種種擔心已經逐步解決。我們要知道,任何一項技術進入市場前,一定會經過一定的安全性、可靠性的驗證,也一定是在符合相關標準要求之後才能進入市場的。據我瞭解,無論是在中國還是在國際上,無線充電的相關標準都已經列入日程,確保相關產品在市場應用前得到驗證。”

除了技術問題以外,沒有導入市場還有一個很重要的原因是因為成本。市場應用少,成本自然高,企業也就不會貿貿然去“試水”。建設無線充電系統的成本是一個普通充電樁的好幾倍,說服消費者買一個又貴又慢的充電設備......這分明就是個“坑”。

不過,舒傑對此並沒有過多的擔憂。他表示,相信隨著市場應用的增加,成本被分攤後一定會降低。以寶馬為例,其高端車的定位也就意味著消費者對成本的接受度相對較高,這恐怕也是其敢於率先引入無線充電技術的關鍵所在。

商業模式的探索是市場化必不可少的經歷,新能源汽車、二手車電商、分時租賃等等汽車業務都是經歷了無數企業的商業經營模式的探索,才逐漸找到自己存活的方式,不斷壯大。如果無線充電能找到合適的商業模式,市場化的問題就不再是問題了。

寶馬推出的這種放置在地表電磁感應板,可以說在某種程度上推進了無線充電的市場化。但是,這還只是它小範圍的“試水”,而且車主自建一個無線充電系統的成本也不是小數目......好吧,說白了這服務暫時還是為土豪們打造的。

毫無大志的筆者表示要繼續努力碼字,有朝一日可能還能買上一塊充電板的......


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