Udviklingen af nye energibiler er i fuld gang, og spørgsmålet om energiopfyldning er også blevet et af de emner, som branchen har været meget opmærksom på. Mens alle diskuterer fordelene ved overopladning og batteriudskiftning, er der så en "Plan C" for opladning af nye energibiler?
Trådløs opladning af biler er måske påvirket af trådløs opladning af smartphones, men er også blevet en af de teknologier, som ingeniører har overvundet. Ifølge medierapporter har trådløs opladningsteknologi til biler for nylig gennembrudt forskning. Et forsknings- og udviklingsteam hævdede, at den trådløse opladningspude kan overføre strøm til bilen med en udgangseffekt på 100 kW, hvilket kan øge batteriets opladningsstatus med 50 % på 20 minutter.
Trådløs opladningsteknologi til biler er selvfølgelig ikke en ny teknologi. Med fremkomsten af nye energibiler har forskellige kræfter i lang tid udforsket trådløs opladning, herunder BBA, Volvo og forskellige indenlandske bilproducenter.
Samlet set er trådløs opladningsteknologi til biler stadig i sin vorden, og mange lokale myndigheder benytter også denne mulighed til at udforske større muligheder for fremtidens transport. På grund af faktorer som omkostninger, strømforbrug og infrastruktur er trådløs opladningsteknologi til biler dog blevet kommercialiseret i stor skala. Der er mange vanskeligheder, der stadig skal overvindes. Den nye historie om trådløs opladning i biler er endnu ikke let at fortælle.
Som vi alle ved, er trådløs opladning ikke noget nyt i mobiltelefonbranchen. Trådløs opladning til biler er ikke så populær som opladning til mobiltelefoner, men det har allerede tiltrukket mange virksomheder til at begære denne teknologi.
Overordnet set er der fire almindelige trådløse opladningsmetoder: elektromagnetisk induktion, magnetfeltresonans, elektrisk feltkobling og radiobølger. Blandt disse bruger mobiltelefoner og elbiler primært elektromagnetisk induktion og magnetfeltresonans.
Blandt dem bruger elektromagnetisk induktions trådløs opladning det elektromagnetiske induktionsprincip for elektromagnetisme og magnetisme til at generere elektricitet. Den har høj opladningseffektivitet, men den effektive opladningsafstand er kort, og kravene til opladningssted er også strenge. Relativt set har trådløs magnetisk resonansopladning lavere placeringskrav og en længere opladningsafstand, som kan understøtte flere centimeter til flere meter, men opladningseffektiviteten er lidt lavere end førstnævnte.
Derfor foretrak bilproducenter i de tidlige stadier af udforskningen af trådløs opladningsteknologi elektromagnetisk induktions trådløs opladningsteknologi. Repræsentative virksomheder inkluderer BMW, Daimler og andre bilproducenter. Siden da er trådløs magnetisk resonans-opladningsteknologi gradvist blevet promoveret, repræsenteret af systemleverandører som Qualcomm og WiTricity.
Allerede i juli 2014 annoncerede BMW og Daimler (nu Mercedes-Benz) en samarbejdsaftale om i fællesskab at udvikle trådløs opladningsteknologi til elbiler. I 2018 begyndte BMW at producere et trådløst opladningssystem og gjorde det til en valgfri enhed til 5-serien plug-in hybridmodellen. Dens nominelle ladeeffekt er 3,2 kW, energiomdannelseseffektiviteten når 85 %, og den kan oplades fuldt på 3,5 timer.
I 2021 vil Volvo bruge den ren elektriske XC40-taxa til at starte eksperimenter med trådløs opladning i Sverige. Volvo har specielt oprettet flere testområder i Göteborgs byområde. Opladningskøretøjer behøver kun at parkere på de trådløse opladningsenheder, der er indlejret i vejen, for at opladningsfunktionen automatisk starter. Volvo oplyste, at dens trådløse opladningseffekt kan nå op på 40 kW, og at den kan tilbagelægge 100 kilometer på 30 minutter.
Inden for trådløs opladning af biler har mit land altid været i spidsen for branchen. I 2015 byggede China Southern Power Grid Guangxi Electric Power Research Institute den første testbane til trådløs opladning af elbiler i hjemmet. I 2018 lancerede SAIC Roewe den første rent elektriske model med trådløs opladning. FAW Hongqi lancerede Hongqi E-HS9, der understøtter trådløs opladningsteknologi, i 2020. I marts 2023 lancerede SAIC Zhiji officielt sin første 11 kW højtydende intelligente trådløse opladningsløsning til køretøjer.
Og Tesla er også en af opdagelsesrejsende inden for trådløs opladning. I juni 2023 brugte Tesla 76 millioner amerikanske dollars på at opkøbe Wiferion og omdøbe det til Tesla Engineering Germany GmbH med planer om at udnytte trådløs opladning til en lav pris. Tidligere havde Teslas administrerende direktør, Musk, en negativ holdning til trådløs opladning og kritiserede trådløs opladning som "lavenergi og ineffektiv". Nu kalder han det en lovende fremtid.
Selvfølgelig udvikler mange bilproducenter som Toyota, Honda, Nissan og General Motors også trådløs opladningsteknologi.
Selvom mange parter har foretaget langvarige undersøgelser inden for trådløs opladning, er trådløs opladningsteknologi til biler stadig langt fra at blive en realitet. Den vigtigste faktor, der begrænser dens udvikling, er strøm. Tag Hongqi E-HS9 som et eksempel. Den trådløse opladningsteknologi, den er udstyret med, har en maksimal udgangseffekt på 10 kW, hvilket kun er en smule højere end de 7 kW effekt, som langsom opladning har. Nogle modeller kan kun opnå en systemopladningseffekt på 3,2 kW. Med andre ord er der slet ingen bekvemmelighed ved en sådan opladningseffektivitet.
Hvis effekten af trådløs opladning forbedres, kan det selvfølgelig være en anden historie. For eksempel, som nævnt i begyndelsen af artiklen, har et forsknings- og udviklingsteam opnået en udgangseffekt på 100 kW, hvilket betyder, at hvis en sådan udgangseffekt kan opnås, kan køretøjet teoretisk set oplades fuldt på cirka en time. Selvom det stadig er svært at sammenligne med supercharging, er det stadig et nyt valg til energiopfyldning.
Fra et brugsscenarieperspektiv er den største fordel ved trådløs opladningsteknologi til biler reduktionen af manuelle trin. Sammenlignet med kablet opladning skal bilejere udføre en række handlinger såsom parkering, stigning ud af bilen, opladning, tilslutning og opladning osv. Når de står over for tredjeparts opladningsstabler, skal de udfylde forskellige oplysninger, hvilket er en relativt besværlig proces.
Scenariet for trådløs opladning er meget simpelt. Når føreren har parkeret køretøjet, registrerer enheden det automatisk og oplader det derefter trådløst. Når køretøjet er fuldt opladet, kører det direkte væk, og ejeren behøver ikke at udføre yderligere handlinger. Fra et brugeroplevelsesperspektiv vil det også give folk en følelse af luksus, når de bruger elbiler.
Hvorfor tiltrækker trådløs opladning af biler så meget opmærksomhed fra virksomheder og leverandører? Fra et udviklingsperspektiv kan den førerløse æra også være et tidspunkt for stor udvikling af trådløs opladningsteknologi. For at biler virkelig kan være førerløse, har de brug for trådløs opladning for at slippe af med lænkerne fra ladekabler.
Derfor er mange opladningsleverandører meget optimistiske med hensyn til udviklingsmulighederne for trådløs opladningsteknologi. Den tyske gigant Siemens forudsiger, at markedet for trådløs opladning af elbiler i Europa og Nordamerika vil nå 2 milliarder amerikanske dollars i 2028. Med dette for øje investerede Siemens allerede i juni 2022 25 millioner amerikanske dollars i en minoritetsandel i leverandøren af trådløs opladning, WiTricity, for at fremme teknologisk forskning og udvikling af trådløse opladningssystemer.
Siemens mener, at trådløs opladning af elbiler vil blive mainstream i fremtiden. Udover at gøre opladning mere bekvem, er trådløs opladning også en af de nødvendige betingelser for at realisere autonom kørsel. Hvis vi virkelig ønsker at lancere selvkørende biler i stor skala, er trådløs opladningsteknologi uundværlig. Dette er et vigtigt skridt ind i den autonome kørsels verden.
Udsigterne er selvfølgelig fantastiske, men virkeligheden er grim. I øjeblikket bliver metoderne til energiopfyldning af elbiler mere og mere forskelligartede, og udsigten til trådløs opladning er meget forventet. Men set fra det nuværende synspunkt er trådløs opladningsteknologi til biler stadig på teststadiet og står over for mange problemer, såsom høje omkostninger, langsom opladning, inkonsistente standarder og langsom kommercialisering.
Problemet med opladningseffektivitet er en af hindringerne. For eksempel diskuterede vi spørgsmålet om effektivitet i den førnævnte Hongqi E-HS9. Den lave effektivitet af trådløs opladning er blevet kritiseret. I øjeblikket er effektiviteten af trådløs opladning af elbiler lavere end effektiviteten af kablet opladning på grund af energitab under trådløs transmission.
Fra et omkostningsperspektiv skal trådløs opladning af biler reduceres yderligere. Trådløs opladning stiller høje krav til infrastruktur. Opladningskomponenter placeres generelt på jorden, hvilket vil involvere jordmodifikation og andre problemer. Byggeomkostningerne vil uundgåeligt være højere end omkostningerne ved almindelige ladepæle. Derudover er industrikæden umoden i den tidlige fase af promoveringen af trådløs opladningsteknologi, og omkostningerne ved relaterede dele vil være høje, endda flere gange prisen på husholdnings-AC-ladepæle med samme effekt.
For eksempel har den britiske busoperatør FirstBus overvejet at bruge trådløs opladningsteknologi i forbindelse med at fremme elektrificeringen af sin flåde. Efter en inspektion blev det dog konstateret, at hver leverandør af jordbaserede ladepaneler havde tilbudt 70.000 pund. Derudover er anlægsomkostningerne for trådløse opladningsveje også høje. For eksempel er omkostningerne ved at bygge en 1,6 kilometer lang trådløs opladningsvej i Sverige cirka 12,5 millioner amerikanske dollars.
Sikkerhedsproblemer kan selvfølgelig også være et af de problemer, der begrænser trådløs opladningsteknologi. Set i lyset af dens indvirkning på menneskekroppen er trådløs opladning ikke en stor ting. "Midlertidige bestemmelser om radiostyring af trådløst opladningsudstyr (strømtransmission) (udkast til kommentarer)" offentliggjort af Ministeriet for Industri og Informationsteknologi fastslår, at spektret 19-21 kHz og 79-90 kHz er eksklusivt for trådløs opladning af biler. Relevant forskning viser, at kun når opladningseffekten overstiger 20 kW, og menneskekroppen er i tæt kontakt med opladningsbasen, kan det have en vis indvirkning på kroppen. Dette kræver dog også, at alle parter fortsætter med at popularisere sikkerhed, før det kan anerkendes af forbrugerne.
Uanset hvor praktisk den trådløse opladningsteknologi til biler er, og hvor bekvemme brugsscenarierne er, er der stadig lang vej igen, før den kan kommercialiseres i stor skala. Når man først har forladt laboratoriet og implementeret den i det virkelige liv, er vejen til trådløs opladning til biler lang og besværlig.
Mens alle parter ihærdigt udforsker trådløs opladningsteknologi til biler, er konceptet med "opladningsrobotter" også stille og roligt dukket op. De smertepunkter, der skal løses med trådløs opladning, repræsenterer problemet med brugervenlig opladning, hvilket vil supplere konceptet med førerløs kørsel i fremtiden. Men der er mere end én vej til Rom.
Derfor er "laderobotter" også begyndt at blive et supplement i den intelligente opladningsproces af biler. For ikke så længe siden lancerede Beijing Sub-Central Construction National Green Development Demonstration Zones nye eksperimentelle base for elsystem en fuldautomatisk busladerobot, der kan oplade elbusser.
Når elbussen kører ind i ladestationen, registrerer visionssystemet køretøjets ankomstinformation, og baggrundsforsendelsessystemet udsteder straks en opladningsopgave til robotten. Ved hjælp af stifindingssystemet og gangmekanismen kører robotten automatisk til ladestationen og griber automatisk ladepistolen. Ved hjælp af visuel positioneringsteknologi identificerer robottens placering af elbilens ladeport og udfører automatiske opladningsoperationer.
Selvfølgelig begynder bilproducenter også at se fordelene ved "opladerobotter". På Shanghai Auto Show i 2023 lancerede Lotus en flash-opladerobot. Når køretøjet skal oplades, kan robotten strække sin mekaniske arm ud og automatisk indsætte ladepistolen i køretøjets ladehul. Efter opladning kan den også trække ladepistolen ud af sig selv og dermed fuldføre hele processen fra start til opladning af køretøjet.
I modsætning hertil har opladningsrobotter ikke kun bekvemmeligheden ved trådløs opladning, men kan også løse problemet med strømbegrænsning ved trådløs opladning. Brugere kan også nyde fornøjelsen af overoplade uden at skulle ud af bilen. Opladningsrobotter vil naturligvis også involvere omkostninger og intelligente aspekter såsom positionering og undgåelse af forhindringer.
Resumé: Spørgsmålet om energiopfyldning til nye energikøretøjer har altid været et problem, som alle parter i branchen lægger stor vægt på. I øjeblikket er overopladningsløsningen og batteriudskiftningsløsningen de to mest almindelige løsninger. Teoretisk set er disse to løsninger tilstrækkelige til at opfylde brugernes behov for energiopfyldning i et vist omfang. Selvfølgelig bevæger tingene sig altid fremad. Måske med fremkomsten af den førerløse æra kan trådløs opladning og opladningsrobotter indlede nye muligheder.
Opslagstidspunkt: 13. april 2024