汽车也能无线充电?这黑科技靠谱吗?

近日有消息称,沃尔沃汽车正与多家合作伙伴共同研发一种新型无线充电技术,并在城市道路进行集成和测试。根据“哥德堡绿色城区”战略计划,哥德堡市区专门设置了为可持续技术研发活动的多个现场试验区,而无线充电技术的研发与应用便是该计划的测试内容之一。

充电车辆只需停在嵌入道路中的无线充电装置上,即可自动启动充电功能,驾驶员无需下车。充电站通过无线充电装置传输电力,车辆再通过车内的接收装置接收电力。沃尔沃汽车可使用360°全景影像让汽车与无线充电装置对齐。对沃尔沃XC40纯电(配置|询价)版而言,此无线充电功率可超过40kW,比接线的11kW交流充电桩快上不少。

汽车用无线充电?靠谱吗?

实际上,关于无线充电,已经有不少车企开始布局了。大众集团与美国田纳西大学诺克斯维尔分校、橡树岭国家实验室(ORNL)合作研发的无线充电技术,是基于保时捷Taycan(配置|询价)充电技术进行的改造,项目最终目标是将充电功率提升至300kW,这将使Taycan能够在10分钟内充电至80%。

此外,丰田、一汽、吉利、上汽、比亚迪等国内外主流车企,都对无线充电展开了技术研发和布局,并形成了较为明确的量产规划。另外,华为在去年5月也公开了一项名叫“一种无线充电车位泊车推荐方法及系统”的专利。

无线充电有什么用?

最大的用处在于,提升体验!

与有线充电最直观的区别就是,到达停车位时不用再走下车,拔出充电枪插入充电口,实际上这个动作并不会给电动车补能带来太多负面情绪,能让人产生反感情绪的最多也就是快充桩充电枪重量不轻、插拔需要花一些力气,同时户外公共桩还总是脏兮兮的,但如果对比眼下无线充电的建设成本,这点辛苦可能也不算什么了!

但是,无线充电的体验优化绝不止于此,未来将有更大的用处,比如自动化。想象一下,小鹏汽车的“停车场记忆泊车”,如果哪天从法规到技术上能够完美解决这个问题,那么无线充电的应用场景就真的来了,让汽车送你到商场/公司门口,然后它自己开去地下停车场,找个空闲的无线充电位给自己充电,有这一套动作当“诱饵”,成本问题会有无数人争先恐后地去解决。

要实现无线充电,有哪些技术难点?

实现无线充电实际上并不难,电子产品的无线充电技术已经很成熟了,但要实现汽车级别的无线充电,难点却相当之多。

无线充电的原理并不复杂,基本上就是发射端通过变化的电流产生变化的磁场,接收端通过感应变化的磁场从而产生电流,但问题在于功率较低且对距离要求比较严格。

要实现整车级别的大功率无线充电技术,需要在发射端和接收端加入谐振网络,采用磁耦合谐振无线输电系统,即可将充电功率冲高。即小功率电器大多是感应式,大功率通常是谐振式。

不过在解决功率问题之后,还有个损耗问题。无线充电的一大理想条件就是设备之间最好能够紧贴在一起,一旦产生相对距离,就会产生负面影响,但汽车底盘通常离地100mm以上,有些SUV车型甚至要超过200mm,这回导致充电功率大打折扣。

此外,我们用电子设备的无线充电时存在这样的经验,设备与充电板之间的位置关系需要相当准确,有时候甚至将手机旋转180度放置就会导致线圈错位而无法充电。电动汽车的无线充电同样存在这个问题,车端和地端线圈之间的相对位置,甚至需要达到厘米级的精度。这也再次提醒我们,无线充电与自动泊车似乎是个“最佳拍档”。

当然还有安全问题。

无线充电发射端一般被布置在停车位地面上,如果停车位在室外,就需要保证即使在雷电雨雪、高温暴晒、低温冰冻等恶劣环境下依然可以有效工作。由于整车无线充电功率较高,系统需要具备对周围环境的活体检测功能,避免对出现在充电环境里面的小猫小狗,甚至是人产生伤害。同时系统还要能检测到出现在磁场范围内的金属异物,避免其被交变的磁场加热而对充电系统造成破坏。

最后,还会涉及到无线充电位的建设及成本问题,大功率输出导致尺寸偏大。无论是停车位还是车辆本身的安装,都存在一定难度。此外,目前的建设成本与其带来的有限便利性远远不成正比。

整车无线充电技术行业前景如何?

即便存在这样那样的问题,但作为汽车界的前沿技术,又是绑定新能源汽车的重点概念,大家对它的兴趣一点不弱,所以在成果方面,并不缺乏案例。

早在2018款的S550e混动轿车上,就应用了高通Halo WEVC(无线充电)技术。这套WEVC系统的无线充电功率可达3.6kW,用于给S550e上8kWh的电池充电。

宝马也曾为530e iPerformance车型搭载一套3.2千瓦的无线充电系统,为容量为9.2 kWh的电池充电,可在三个小时左右充满。

这两套无线充电系统都是服务于混动车型的,而中国这边,智己品牌下首款车型L7将配备无线充电,最高功率可达到11kw,最高效率可以达到90%以上。一小时充电量大约为 10.5 度。据官方消息,在新车交付之际,该功能即可上线。

总结:随着智能+新能源汽车概念的兴起,传统汽车制造商略显疲态,在他们不擅长的“写代码”环节,各大型互联网“财阀”充当起了先驱者,甚至是教师爷。无线充电就是这场革命浪潮中的一小朵浪花,但也堪称一个典型代表,在人类使用体验的优化上,再微小的进步也能激发一场你争我夺的科技比拼。

2022-03-17

2022-03-17