当下的无线充电运用场景中,目前只有部分智能手机已经开始了实际运用,但是涉及到电动汽车这种使用大容量电池的设备而言,无线充电技术依旧还在努力探索之中。
无线充电必将成为未来电动车充电主流方
据悉,最近美国橡树岭国家实验室展示了一种具备极高效率的无线充电器,功率达到20千瓦,效率也高达90%,足以在一两个小时内提供60英里(约96公里)的续航能力。
虽然,对于橡树岭国家实验室来说,这还只是一个概念验证,尚未做好商用准备。但他们依旧计划开发一款50千瓦的无线充电器,橡树岭国家实验室的相关工作人员认为,其充电速度能够堪比当今速度最快的插电式充电器。同时等到成本降低后,便可实现大范围普及。
美国橡树岭国家实验室
其实,无线充电技术在电动汽车上的运用研究,并不只处于橡树岭国家实验室这样的初级阶段。美国高通公司(Qualcomm)早在20多年前就开始致力于无线充电技术的研究和开发。
作为全球领先的无线技术公司,美国高通公司除了在3G、4G、5G领域内独树一帜之外,还一直大力推进无线充电技术的研发。值得注意的是,在近期举行的第八届绿色汽车峰会(GVC2017)上,美国高通公司还荣获“年度新锐绿色汽车充电解决方案提供商 ”。GVC2017是迄今为止中国区域内规模最大,国际化程度最高的节能与新能源汽车商业及技术导向性高峰论坛,Qualcomm能够获得该奖项足以证明其在电动汽车充电领域的极高地位。
Qualcomm认为无线充电技术本身拥有天然优势,比如简单方便、即停即充、不需手动操作、没有线缆拖拽,同时也不受气候条件影响,在雨雪天气都可以安全充电。Qualcomm的解决方案,体积小重量轻,可以非常方便地安装到汽车底盘上,对整车结构影响很小。
为此,Qualcomm特别研发了一套名为Qualcomm Halo™汽车无线充电方案。它是一套基于磁共振技术的大功率无线充电方案,主要用于电动汽车动力电池的无线充电,是一项高效、方便和易于使用的无线充电技术。
Qualcomm看好无线充电在电动汽车的发展前景
那么Qualcomm为何在电动汽车无线充电技术上下大功夫呢?Qualcomm高级业务发展经理刘勇对此解释道,电动汽车是汽车行业发展的未来,同时也面临了不少挑战。“虽然近年来电池的能量密度及功率密度不断提高,电池成本有所下降,但总的说来电池成本还是占整车成本相当大一部分;另外还有续航里程短、充电时间长,充电不方便等问题。”刘勇表示,“在基础设施方面,一般来说都是落后于整车的发展速度,充电桩数量不足,标准不统一,还面临着人为故意破坏的风险。所以Qualcomm Halo™的诞生将有效解决这些痛点问题。”
Qualcomm Halo的充电场景
刘勇随即介绍了目前无线充电的三种应用场景:
第一种是静态充电。就是把无线充电布置到现有停车位上,包括公共停车位或个人停车位;
第二个是半动态充电。车辆在低速行驶,比如在准备通过红绿灯路口时,短时间内给电动车及时补电;
第三种方式是全动态充电。车辆在全速行驶的时候随时随地给车辆充电,这是我们的终极目标。到那时,我们就不需要配备大容量电池了,车辆更加轻量化,成本也更低。
所以,为了让这三种场景能够顺利实现,Qualcomm工程师制定了切实可行的解决方案来应对贯穿整个WEVC系统的技术挑战,包括电源转换、调谐、无线电力传输、磁路、控制、通信和安全系统等。
Qualcomm的无线充电试验用车
在性能上,Qualcomm Halo™技术方案更高效更安全。支持高功率WEVC快速充电,覆盖的无线功率传输包括3.7千瓦,7.4千瓦,11千瓦和22千瓦;具备90%以上的无线电力传输效率;支持不同高度底盘车辆从轿车到SUV的无线充电;采用标准化85kHz工作频率;同时具备FOD异物检测、LOP活体保护、以及定位等功能来保证使用安全及便利性。
其次,Qualcomm Halo™技术可以使用更小更轻的线圈、以更高的效率、来传输更高的能量,而且对位置精度要求低,与不同的线圈之间有很好的互操作性。
同时,Qualcomm具备强大的研发团队,拥有一系列的专利技术及知识产权,同时积极参与一系列的电动汽车无线充电标准的制定,包括IEC、ISO、SAE相关国际标准以及GB国家标准等。
在未来20年内,电动汽车特别是纯电动车将持续快速增长,而无线充电技术的普及将大大提高充电便利性,为未来的自动驾驶和无人驾驶铺平道路。