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探路无线充电

浏览次数: 日期:2015年3月31日 15:24

摘要:

  2014年年底,“大功率无线充电技术”项目首次进入我国“863计划”新能源汽车项目指南,电动汽车无线充电技术迎来重大发展机遇期。用无线充电技术解决电动汽车充电问题,是一个面向未来的举措。随着车联网基础设施逐步完善,无线充电系统可以实现与车联网的无缝对接,将电动汽车车辆鉴权、充电计费、电费支付等全部整合在一起。未来电动汽车充电有望像手机上网一样便捷。

  充电≠加油

  当前,电动汽车推广正面临着一个“先有鸡还是先有蛋”的发展困境:一方面,电动汽车市场保有量不足,充电设施建设因难以获利而遇冷;另一方面,充电设施缺乏和分布不均,又降低了民众对电动汽车的购买热情,电动汽车销售市场难以打开。

  之所以会陷入这种尴尬境地,是因为目前电动汽车推广思路深陷传统燃油汽车发展的定式思维。为了保障燃油汽车的燃料补给,需要石油公司定点建设加油站,并配置大量加油机器和工作人员。按照同样的思路,为了保证电动汽车的续航能力,就需要建设大量的充电站、充电桩或换电站,配置足够的持证工作人员来为电动汽车充、换电。

  但是,这是最佳的电动汽车电能补给方式吗?汽油和柴油不是到处都有的东西,所以才需要定点建设加油站来为燃油汽车提供补给;但是现代社会,电能几乎无处不在。既然如此,我们又何须动用大量的资源来建设数量庞大的充换电站来为电动汽车充电呢?

  不妨做个比喻,现代电网很像人体的血管系统,都有主干网络与末梢网络。在人体内,最终为各组织提供养料的,是分布在全身各处的毛细血管而非动脉或静脉等主干血管。同样,直接为千家万户提供电能的并非电网主干系统,而是为数众多的配电线路。现在,为了实现电动汽车集中充换电,需要把电网的主干系统直接延伸到终端系统,这其实是完全不必要的,因为电网的终端配电线路完全可以满足电动汽车充电需求。

  日常生活中的车辆,尤其是私家车,绝大部分时间处于停驰状态。而现代社会,凡是停车的地方几乎都有电网覆盖。如果能够突破定式思维,开发完善的分布式充电系统,充分利用电动汽车非运行时段对其进行充电,将从根本上解决目前电动汽车推广的瓶颈问题。

  无线充电:分布式能源补给

  建设电动汽车分布式充电系统,无线充电方式无疑是最佳选择。

  从建设成本角度考虑,无线充电系统相比于充换电站系统具有明显优势。其一,建设充换电站需要大量占用土地,而无线充电系统可以在现有停车位上原地加装,或埋于地下,或安置在车位旁的绿化带里,基本不占用额外的土地资源;其二,无线充电系统造价更低,建设周期也大为缩短。利用现有技术,安装一套无线充电装置的费用大概在3万元左右,普通消费大众完全可以承受;安装周期在30天左右,远远低于充换电站的建设周期。

  无线充电系统在运营成本上也有较大幅度的降低。对于普通燃油汽车,百公里耗油成本在60元以上,石油公司可以从这笔油费中抽出一部分作为加油站的运营与管理费用;但是电动汽车百公里耗电成本只有10~15元,扣除发电成本,再从这笔电费中挤出充换电站的运维费用几乎是不可能的。所以哪怕有线充电系统建设成本降为零,它的运行也是不可持续的。而无线充电系统可以实现停车自动充电,无需配备额外的工作人员进行操作指导,运维成本大幅降低。

  从用户体验角度来说,无线充电系统更加便捷、安全、清洁。无线充电技术取消了充电过程中的金属介质,这是革命性的变化。借助智能操作系统,无线充电系统可以实现远程??爻涞缟踔磷远涞?,为使用者带来更加便捷的用户体验。另外,无线充电过程中没有触点,没有机械运动,没有损失,在安全性与可靠性方面都有质的提高。有线充电桩一般配置高压线路,具有一定危险性。2014年,在台风高峰期,深圳市全市电动汽车都不得不停驰,原因在于狂风暴雨导致有线充电过程存在严重安全隐患。而无线充电系统对环境的耐受力非常强,雨水以及粉尘等对充电过程不会造成任何干扰。

  此外,无线充电技术的推广有助于电动汽车的轻量化,降低电动汽车生产成本。近10年来,电池密度并没有显著提升,为了保证电动汽车的续航里程,需要安装庞大的电池装置,不仅挤占了汽车内部空间,也在一定程度上增加了电动汽车生产成本。如果无线充电技术能够实现大规模推广应用,续航能力将不再是一个制约电动汽车发展的决定性因素,降低电池容量与体积将成为可能。

  与车联网无缝对接

  无线充电技术在诸如手机等小型电器上的应用已经有一段时间,当前的技术研发也主要集中于小型电器领域,在电动汽车领域的应用尚处于初始阶段。原因在于无线充电技术商用化的技术壁垒非常高,主要需要解决充电功率、充电效率和充电距离三方面问题。

  研究显示,目前电动汽车无线充电的整体效率可达90%。大功率无线充电技术主要有电磁感应、磁共振和微波三种模式,当前比较成熟的技术是采用电磁感应模式。目前,全球范围内能够提供完整的商用电动汽车无线充电解决方案的只有少数几家公司,包括中国中兴通讯公司、德国Conductix Wampfer公司、美国Qualcomm公司与Evatran公司等。早在2014年1月份,英国交通运输部就宣布试运营全球首条采用无线充电技术的电动公交大巴路线。在我国,第一条无线充电公交商用示范线也已于2014年9月份在湖北襄阳诞生。如果这些示范项目能够长时间成功运行,将极大地推动未来电动汽车无线充电模式的普及。而无线充电作为一个新的发展方向,或许可以提供一种分布式充电系统的跨界探索,为推广电动汽车发展提供新动力。

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