美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)近期成功演示了全球首创的270千瓦无线电动汽车(EV)充电技术,再次刷新了无线充电功率的世界纪录,展现了无线充电技术在效率上的巨大潜力。就在去年,特斯拉也入局无线充电,要知道此前他还是无线充电的“否定者”,无线充电技术凭借什么优势,成为缓解“里程焦虑”的关键解决方案,并得到众多车企的青睐和国家的高度重视?今天一文了解。
(ORNL)成功演示了首个 270 千瓦的无线电动汽车(EV)充电技术
关于无线充电技术
无限充电技术原理
电动汽车无线充电技术,基于谐振电磁感应原理,与手机无线充电原理相似,通过充电器中的磁性线圈将电流传输至汽车底部的对应线圈,当两者对齐时即开始充电。该技术高效快捷,充电效率可达到90-93%,并能提供高达20kW的充电功率,相当于2级充电速度。尽管目前市场上尚未实现增压器级别的充电速度,但这项技术正逐渐受到关注,并有望随着电动汽车市场的扩大而进一步普及。
电动车无线充电技术原理
无限充电技术4大核心传输技术
无线充电技术主要包括电磁感应、磁场共振、电场耦合和无线电波四种方式,其中手机和电动汽车主要采用的是电磁感应和磁场共振两种方式。电磁感应式充电效率高但传输距离短,对位置要求严格;而磁场共振式对位置要求较低,充电距离较长,但效率稍低。
2种主要方式的优缺点
在无线充电技术的早期探索阶段,车企如宝马、戴姆勒等更倾向于采用电磁感应技术。随着磁场共振技术的逐渐推崇,高通、WiTricity等系统供应商成为了该领域的代表。
无限充电的方式及发展方向
无线充电方式主要分为静态无线充电(SWPT)和动态无线充电(DWPT)两种。静态无线充电技术已趋于成熟并在电动汽车中得到应用,而动态无线充电技术因能缓解里程焦虑、降低汽车成本和重量而成为新的研究热点。有专家表示,未来50年,人类将进入能量无线传输技术的快速发展期。动态无线供电是最理想的供电方式。
电动汽车无线充电技术框架
未来,无线充电技术的发展趋势将聚焦于三大核心方向:一是实现多车并充的突破性能力,显著提升充电效率与资源利用率;二是不断优化传输功率与效率,力求在更短的时间内为车辆注入满格动力;三是强化充电过程中的稳定性与安全性,为用户打造无忧的充电体验。
无线充电技术加速驶向快车道
国外技术走在前沿,加速产业落地
国际上对于电动汽车无线充电技术的研究已超过30年,2007年后开始转向产业化技术研究,目前基础技术体系已相对完善。多家领先企业如大陆集团、 WiTricity、高通、Powerma、大亨株式会社、Delachaux集团等积极投入研发,推出了先进的无线充电解决方案。
宝马推出的无线充电
2018年,宝马推出首款具备无线充电功能的量产车型,随后多家国际车企如大众、沃尔沃、特斯拉、奥迪、丰田等正积极布局无线充电技术,旨在打造无缝衔接的充电生态系统。日本也计划到2025年落地动态充电实用技术,瑞典甚至计划到2030年,实现全国约90%的公路和城市街道覆盖动态无线充电设施。
国内技术政策加持,全速推进
在国内,各大车企正加速布局。上汽、一汽等已经推出了具备无线充电功能的车型,而华为、比亚迪、吉利、小米、蔚来等企业也在积极申请无线充电相关的专利。华为被报道正在秘密研发无线远距离微波定向充能技术,可以实现100米内的定向充能,而且能量传输效率高达99.4%。这一技术被认为有望取代传统的充电桩,实现100米内的大规模微波集成充能,为数百辆汽车提供充电服务。
此外,万安科技、中电兴发、安洁科技等上市公司也纷纷涉足电动车无线充电赛道,推动了行业的进一步繁荣。政策的支持也是无线充电迅速升温的基础,2020年工信部发布的《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》中,明确将无线充电等新型充电技术作为重点研发方向。
未来发展新风口
据Marke增速最快的领域,预计全球电动汽车无线充电市场规模将从2020年的1600万美元增至2027年的2.34亿美元,年复合增长率将达46.8%,无线充电技术正迅速从边缘技术转变为主流趋势,电动汽车无线充电市场的未来是一片蓝海。
ts and Markets预测,电动汽车无线充电市场将成为全球无线充电细分市场中在2020至2025年的黄金发展期内,无线充电产业将迎来爆发式增长,预计在2025年之后,无线充电市场将迎来更为广阔的发展空间,不仅局限于单一技术的突破,而是与无人驾驶、人工智能、5G物联网等前沿科技深度融合!
当无线充电技术达到高效能与经济性的双重标准时,将彻底颠覆传统充电模式,实现停车即充电的极致便捷,让续航焦虑成为过去式。
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