Η ανάπτυξη νέων ενεργειακών οχημάτων βρίσκεται σε πλήρη εξέλιξη και το θέμα της ενεργειακής αναπλήρωσης έχει γίνει επίσης ένα από τα ζητήματα στα οποία η βιομηχανία έχει δώσει απόλυτη προσοχή. Ενώ όλοι συζητούν τα πλεονεκτήματα της υπερφόρτισης και της αλλαγής μπαταριών, υπάρχει «Σχέδιο Γ» για τη φόρτιση οχημάτων νέας ενέργειας;
Ίσως επηρεασμένη από την ασύρματη φόρτιση των smartphone, η ασύρματη φόρτιση των αυτοκινήτων έχει επίσης γίνει μια από τις τεχνολογίες που έχουν ξεπεράσει οι μηχανικοί. Σύμφωνα με αναφορές των μέσων ενημέρωσης, πριν από λίγο καιρό, η τεχνολογία ασύρματης φόρτισης αυτοκινήτων έλαβε πρωτοποριακή έρευνα. Μια ομάδα έρευνας και ανάπτυξης ισχυρίστηκε ότι η ασύρματη βάση φόρτισης μπορεί να μεταδώσει ισχύ στο αυτοκίνητο με ισχύ εξόδου 100 kW, η οποία μπορεί να αυξήσει την κατάσταση φόρτισης της μπαταρίας κατά 50% μέσα σε 20 λεπτά.
Φυσικά, η τεχνολογία ασύρματης φόρτισης αυτοκινήτου δεν είναι νέα τεχνολογία. Με την άνοδο των νέων ενεργειακών οχημάτων, διάφορες δυνάμεις έχουν εξερευνήσει την ασύρματη φόρτιση για μεγάλο χρονικό διάστημα, συμπεριλαμβανομένων των BBA, Volvo και διαφόρων εγχώριων εταιρειών αυτοκινήτων.
Συνολικά, η τεχνολογία ασύρματης φόρτισης αυτοκινήτου βρίσκεται ακόμα στα αρχικά της στάδια και πολλές τοπικές κυβερνήσεις εκμεταλλεύονται επίσης αυτήν την ευκαιρία για να διερευνήσουν μεγαλύτερες δυνατότητες για μελλοντικές μεταφορές. Ωστόσο, λόγω παραγόντων όπως το κόστος, η ισχύς και η υποδομή, η τεχνολογία ασύρματης φόρτισης αυτοκινήτου έχει εμπορευματοποιηθεί σε μεγάλη κλίμακα. Υπάρχουν πολλές δυσκολίες που πρέπει ακόμη να ξεπεραστούν. Η νέα ιστορία για την ασύρματη φόρτιση στα αυτοκίνητα δεν είναι ακόμα εύκολο να ειπωθεί.
Όπως όλοι γνωρίζουμε, η ασύρματη φόρτιση δεν είναι κάτι νέο στη βιομηχανία κινητών τηλεφώνων. Η ασύρματη φόρτιση για αυτοκίνητα δεν είναι τόσο δημοφιλής όσο η φόρτιση για κινητά τηλέφωνα, αλλά έχει ήδη προσελκύσει πολλές εταιρείες να επιθυμούν αυτή την τεχνολογία.
Συνολικά, υπάρχουν τέσσερις κύριες μέθοδοι ασύρματης φόρτισης: ηλεκτρομαγνητική επαγωγή, συντονισμός μαγνητικού πεδίου, σύζευξη ηλεκτρικού πεδίου και ραδιοκύματα. Μεταξύ αυτών, τα κινητά τηλέφωνα και τα ηλεκτρικά οχήματα χρησιμοποιούν κυρίως ηλεκτρομαγνητική επαγωγή και συντονισμό μαγνητικού πεδίου.
Μεταξύ αυτών, η ασύρματη φόρτιση ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής χρησιμοποιεί την αρχή της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής του ηλεκτρομαγνητισμού και του μαγνητισμού για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Έχει υψηλή απόδοση φόρτισης, αλλά η αποτελεσματική απόσταση φόρτισης είναι μικρή και οι απαιτήσεις τοποθεσίας φόρτισης είναι επίσης αυστηρές. Σχετικά μιλώντας, η ασύρματη φόρτιση μαγνητικού συντονισμού έχει χαμηλότερες απαιτήσεις τοποθεσίας και μεγαλύτερη απόσταση φόρτισης, η οποία μπορεί να υποστηρίξει αρκετά εκατοστά έως αρκετά μέτρα, αλλά η απόδοση φόρτισης είναι ελαφρώς χαμηλότερη από την προηγούμενη.
Ως εκ τούτου, στα πρώτα στάδια της εξερεύνησης της τεχνολογίας ασύρματης φόρτισης, οι εταιρείες αυτοκινήτων προτιμούσαν την τεχνολογία ασύρματης φόρτισης ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Οι αντιπροσωπευτικές εταιρείες περιλαμβάνουν BMW, Daimler και άλλες εταιρείες οχημάτων. Έκτοτε, προωθείται σταδιακά η τεχνολογία ασύρματης φόρτισης με μαγνητικό συντονισμό, η οποία εκπροσωπείται από προμηθευτές συστημάτων όπως η Qualcomm και η WiTricity.
Ήδη από τον Ιούλιο του 2014, η BMW και η Daimler (τώρα Mercedes-Benz) ανακοίνωσαν μια συμφωνία συνεργασίας για την από κοινού ανάπτυξη τεχνολογίας ασύρματης φόρτισης για ηλεκτρικά οχήματα. Το 2018, η BMW άρχισε να παράγει ένα σύστημα ασύρματης φόρτισης και το έκανε προαιρετική συσκευή για το plug-in υβριδικό μοντέλο της Σειρά 5. Η ονομαστική του ισχύς φόρτισης είναι 3,2 kW, η απόδοση μετατροπής ενέργειας φτάνει το 85% και μπορεί να φορτιστεί πλήρως σε 3,5 ώρες.
Το 2021, η Volvo θα χρησιμοποιήσει το αμιγώς ηλεκτρικό ταξί XC40 για να ξεκινήσει πειράματα ασύρματης φόρτισης στη Σουηδία. Η Volvo έχει δημιουργήσει ειδικά πολλαπλούς χώρους δοκιμών στο αστικό Γκέτεμποργκ της Σουηδίας. Τα οχήματα που φορτίζουν πρέπει να σταθμεύουν μόνο στις ασύρματες συσκευές φόρτισης που είναι ενσωματωμένες στο δρόμο για να ξεκινήσει αυτόματα η λειτουργία φόρτισης. Η Volvo είπε ότι η ισχύς της ασύρματης φόρτισης μπορεί να φτάσει τα 40 kW και μπορεί να διανύσει 100 χιλιόμετρα σε 30 λεπτά.
Στον τομέα της ασύρματης φόρτισης αυτοκινήτων, η χώρα μου ήταν πάντα στην πρώτη γραμμή του κλάδου. Το 2015, το China Southern Power Grid Guangxi Electric Power Research Institute κατασκεύασε την πρώτη οικιακή λωρίδα δοκιμής ασύρματης φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων. Το 2018, η SAIC Roewe παρουσίασε το πρώτο αμιγώς ηλεκτρικό μοντέλο με ασύρματη φόρτιση. Η FAW Hongqi κυκλοφόρησε το Hongqi E-HS9 που υποστηρίζει την τεχνολογία ασύρματης φόρτισης το 2020. Τον Μάρτιο του 2023, η SAIC Zhiji παρουσίασε επίσημα την πρώτη έξυπνη ασύρματη λύση φόρτισης οχημάτων υψηλής ισχύος 11 kW.
Και η Tesla είναι επίσης ένας από τους εξερευνητές στον τομέα της ασύρματης φόρτισης. Τον Ιούνιο του 2023, η Tesla δαπάνησε 76 εκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ για να αποκτήσει τη Wiferion και τη μετονόμασε σε Tesla Engineering Germany GmbH, σχεδιάζοντας να αξιοποιήσει την ασύρματη φόρτιση με χαμηλό κόστος. Προηγουμένως, ο Διευθύνων Σύμβουλος της Tesla Μασκ είχε αρνητική στάση απέναντι στην ασύρματη φόρτιση και επέκρινε την ασύρματη φόρτιση ως «χαμηλής ενέργειας και αναποτελεσματική». Τώρα το αποκαλεί ένα πολλά υποσχόμενο μέλλον.
Φυσικά, πολλές εταιρείες αυτοκινήτων όπως η Toyota, η Honda, η Nissan και η General Motors αναπτύσσουν επίσης τεχνολογία ασύρματης φόρτισης.
Αν και πολλά μέρη έχουν διεξαγάγει μακροχρόνιες εξερευνήσεις στον τομέα της ασύρματης φόρτισης, η τεχνολογία ασύρματης φόρτισης αυτοκινήτων απέχει ακόμη πολύ από το να γίνει πραγματικότητα. Ο βασικός παράγοντας που περιορίζει την ανάπτυξή του είναι η ισχύς. Πάρτε για παράδειγμα το Hongqi E-HS9. Η τεχνολογία ασύρματης φόρτισης με την οποία είναι εξοπλισμένο έχει μέγιστη ισχύ εξόδου 10 kW, η οποία είναι ελαφρώς υψηλότερη από την ισχύ 7 kW του σωρού αργής φόρτισης. Ορισμένα μοντέλα μπορούν να επιτύχουν ισχύ φόρτισης συστήματος μόνο 3,2 kW. Με άλλα λόγια, δεν υπάρχει καμία ευκολία με τέτοια απόδοση φόρτισης.
Φυσικά, αν βελτιωθεί η ισχύς της ασύρματης φόρτισης, μπορεί να είναι μια άλλη ιστορία. Για παράδειγμα, όπως αναφέρθηκε στην αρχή του άρθρου, μια ομάδα έρευνας και ανάπτυξης έχει επιτύχει ισχύ εξόδου 100 kW, πράγμα που σημαίνει ότι εάν μπορεί να επιτευχθεί τέτοια ισχύς εξόδου, το όχημα μπορεί θεωρητικά να φορτιστεί πλήρως σε περίπου μία ώρα. Αν και εξακολουθεί να είναι δύσκολο να συγκριθεί με τη σούπερ φόρτιση, εξακολουθεί να είναι μια νέα επιλογή για αναπλήρωση ενέργειας.
Από την άποψη των σεναρίων χρήσης, το μεγαλύτερο πλεονέκτημα της τεχνολογίας ασύρματης φόρτισης αυτοκινήτου είναι η μείωση των χειροκίνητων βημάτων. Σε σύγκριση με την ενσύρματη φόρτιση, οι ιδιοκτήτες αυτοκινήτων πρέπει να εκτελούν μια σειρά λειτουργιών όπως στάθμευση, κατέβασμα από το αυτοκίνητο, παραλαβή του όπλου, σύνδεση και φόρτιση κ.λπ. Όταν αντιμετωπίζουν σωρούς φόρτισης τρίτων, πρέπει να συμπληρώσουν διάφορες πληροφορίες , η οποία είναι μια σχετικά δυσκίνητη διαδικασία.
Το σενάριο ασύρματης φόρτισης είναι πολύ απλό. Αφού ο οδηγός παρκάρει το όχημα, η συσκευή το αντιλαμβάνεται αυτόματα και στη συνέχεια το φορτίζει ασύρματα. Αφού φορτιστεί πλήρως το όχημα, το όχημα απομακρύνεται απευθείας και ο ιδιοκτήτης δεν χρειάζεται να εκτελέσει άλλες εργασίες. Από την άποψη της εμπειρίας χρήστη, θα δώσει επίσης στους ανθρώπους μια αίσθηση πολυτέλειας όταν χρησιμοποιούν ηλεκτρικά οχήματα.
Γιατί η ασύρματη φόρτιση αυτοκινήτου προσελκύει τόσο μεγάλη προσοχή από επιχειρήσεις και προμηθευτές; Από την σκοπιά της ανάπτυξης, η άφιξη της εποχής χωρίς οδηγό μπορεί επίσης να είναι μια στιγμή για μεγάλη ανάπτυξη της τεχνολογίας ασύρματης φόρτισης. Για να είναι πραγματικά τα αυτοκίνητα χωρίς οδηγό, χρειάζονται ασύρματη φόρτιση για να απαλλαγούν από τα δεσμά των καλωδίων φόρτισης.
Ως εκ τούτου, πολλοί προμηθευτές φόρτισης είναι πολύ αισιόδοξοι για τις προοπτικές ανάπτυξης της τεχνολογίας ασύρματης φόρτισης. Ο γερμανικός κολοσσός Siemens προβλέπει ότι η αγορά ασύρματης φόρτισης για ηλεκτρικά οχήματα στην Ευρώπη και τη Βόρεια Αμερική θα φτάσει τα 2 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ έως το 2028. Για το σκοπό αυτό, ήδη από τον Ιούνιο του 2022, η Siemens επένδυσε 25 εκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ για να αποκτήσει μειοψηφικό μερίδιο στον προμηθευτή ασύρματης φόρτισης WiTricity για την προώθηση της τεχνολογικής έρευνας και ανάπτυξης συστημάτων ασύρματης φόρτισης.
Η Siemens πιστεύει ότι η ασύρματη φόρτιση ηλεκτρικών οχημάτων θα γίνει mainstream στο μέλλον. Εκτός από το να κάνει τη φόρτιση πιο βολική, η ασύρματη φόρτιση είναι επίσης μια από τις απαραίτητες προϋποθέσεις για την αυτόνομη οδήγηση. Αν θέλουμε πραγματικά να λανσάρουμε αυτοκίνητα αυτόνομης οδήγησης σε μεγάλη κλίμακα, η τεχνολογία ασύρματης φόρτισης είναι απαραίτητη. Αυτό είναι ένα σημαντικό βήμα στον κόσμο της αυτόνομης οδήγησης.
Φυσικά, οι προοπτικές είναι μεγάλες, αλλά η πραγματικότητα είναι άσχημη. Επί του παρόντος, οι μέθοδοι αναπλήρωσης ενέργειας των ηλεκτρικών οχημάτων γίνονται ολοένα και πιο διαφορετικές και η προοπτική ασύρματης φόρτισης αναμένεται ιδιαίτερα. Ωστόσο, από την τρέχουσα σκοπιά, η τεχνολογία ασύρματης φόρτισης αυτοκινήτων βρίσκεται ακόμα στο στάδιο δοκιμών και αντιμετωπίζει πολλά προβλήματα, όπως υψηλό κόστος, αργή φόρτιση, ασυνεπή πρότυπα και αργή πρόοδο εμπορευματοποίησης.
Το πρόβλημα της απόδοσης φόρτισης είναι ένα από τα εμπόδια. Για παράδειγμα, συζητήσαμε το θέμα της αποτελεσματικότητας στο προαναφερθέν Hongqi E-HS9. Η χαμηλή απόδοση της ασύρματης φόρτισης έχει επικριθεί. Επί του παρόντος, η απόδοση της ασύρματης φόρτισης των ηλεκτρικών οχημάτων είναι χαμηλότερη από εκείνη της ενσύρματης φόρτισης λόγω της απώλειας ενέργειας κατά την ασύρματη μετάδοση.
Από πλευράς κόστους, η ασύρματη φόρτιση αυτοκινήτου πρέπει να μειωθεί περαιτέρω. Η ασύρματη φόρτιση έχει υψηλές απαιτήσεις για υποδομές. Τα εξαρτήματα φόρτισης τοποθετούνται γενικά στο έδαφος, κάτι που περιλαμβάνει τροποποίηση εδάφους και άλλα ζητήματα. Το κόστος κατασκευής θα είναι αναπόφευκτα υψηλότερο από το κόστος των συνηθισμένων πασσάλων φόρτισης. Επιπλέον, στο πρώιμο στάδιο της προώθησης της τεχνολογίας ασύρματης φόρτισης, η βιομηχανική αλυσίδα είναι ανώριμη και το κόστος των σχετικών εξαρτημάτων θα είναι υψηλό, ακόμη και αρκετές φορές η τιμή των οικιακών πασσάλων φόρτισης AC με την ίδια ισχύ.
Για παράδειγμα, η βρετανική εταιρεία λεωφορείων FirstBus σκέφτηκε να χρησιμοποιήσει τεχνολογία ασύρματης φόρτισης στη διαδικασία προώθησης της ηλεκτροδότησης του στόλου της. Ωστόσο, μετά από έλεγχο, διαπιστώθηκε ότι κάθε προμηθευτής πάνελ φόρτισης εδάφους ανέφερε 70.000 λίρες. Επιπλέον, το κόστος κατασκευής των δρόμων ασύρματης φόρτισης είναι επίσης υψηλό. Για παράδειγμα, το κόστος κατασκευής ενός δρόμου ασύρματης φόρτισης 1,6 χιλιομέτρων στη Σουηδία είναι περίπου 12,5 εκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ.
Φυσικά, τα θέματα ασφάλειας μπορεί επίσης να είναι ένα από τα ζητήματα που περιορίζουν την τεχνολογία ασύρματης φόρτισης. Από την άποψη της επίδρασής της στο ανθρώπινο σώμα, η ασύρματη φόρτιση δεν είναι μεγάλη υπόθεση. Ο «Ενδιάμεσος Κανονισμός για τη Διαχείριση Ασύρματου Εξοπλισμού Ασύρματης Φόρτισης (Μετάδοση Ισχύος)» που δημοσιεύτηκε από το Υπουργείο Βιομηχανίας και Πληροφορικής αναφέρει ότι το φάσμα των 19-21kHz και 79-90kHz είναι αποκλειστικά για αυτοκίνητα ασύρματης φόρτισης. Σχετική έρευνα δείχνει ότι μόνο όταν η ισχύς φόρτισης υπερβαίνει τα 20 kW και το ανθρώπινο σώμα βρίσκεται σε στενή επαφή με τη βάση φόρτισης, μπορεί να έχει κάποιο αντίκτυπο στο σώμα. Ωστόσο, αυτό απαιτεί επίσης από όλα τα μέρη να συνεχίσουν να εκλαϊκεύουν την ασφάλεια προτού αναγνωριστεί από τους καταναλωτές.
Ανεξάρτητα από το πόσο πρακτική είναι η τεχνολογία ασύρματης φόρτισης αυτοκινήτου και πόσο βολικά είναι τα σενάρια χρήσης, υπάρχει ακόμη πολύς δρόμος για να διατεθεί στο εμπόριο σε μεγάλη κλίμακα. Βγαίνοντας από το εργαστήριο και υλοποιώντας το στην πραγματική ζωή, ο δρόμος για την ασύρματη φόρτιση για τα αυτοκίνητα είναι μακρύς και επίπονος.
Ενώ όλα τα μέρη εξερευνούν δυναμικά την τεχνολογία ασύρματης φόρτισης για αυτοκίνητα, η έννοια των «ρομπότ φόρτισης» έχει επίσης εμφανιστεί αθόρυβα. Τα σημεία πόνου που πρέπει να λυθούν με την ασύρματη φόρτιση αντιπροσωπεύουν το ζήτημα της ευκολίας φόρτισης του χρήστη, το οποίο θα συμπληρώσει την ιδέα της οδήγησης χωρίς οδηγό στο μέλλον. Υπάρχουν όμως περισσότεροι από ένας δρόμοι προς τη Ρώμη.
Ως εκ τούτου, τα «ρομπότ φόρτισης» έχουν αρχίσει επίσης να γίνονται συμπλήρωμα στην έξυπνη διαδικασία φόρτισης των αυτοκινήτων. Πριν από λίγο καιρό, η πειραματική βάση της νέας πειραματικής ζώνης του Πεκίνου Sub-Central Construction National Green Development Zone κυκλοφόρησε ένα πλήρως αυτόματο ρομπότ φόρτισης λεωφορείων που μπορεί να φορτίζει ηλεκτρικά λεωφορεία.
Αφού το ηλεκτρικό λεωφορείο εισέλθει στο σταθμό φόρτισης, το σύστημα όρασης καταγράφει τις πληροφορίες άφιξης του οχήματος και το σύστημα αποστολής στο παρασκήνιο εκδίδει αμέσως μια εργασία φόρτισης στο ρομπότ. Με τη βοήθεια του συστήματος εντοπισμού μονοπατιών και του μηχανισμού βάδισης, το ρομπότ οδηγεί αυτόματα στο σταθμό φόρτισης και πιάνει αυτόματα το πιστόλι φόρτισης. , χρησιμοποιώντας τεχνολογία οπτικού εντοπισμού θέσης για τον εντοπισμό της θέσης της θύρας φόρτισης του ηλεκτρικού οχήματος και την εκτέλεση λειτουργιών αυτόματης φόρτισης.
Φυσικά, οι εταιρείες αυτοκινήτων αρχίζουν επίσης να βλέπουν τα πλεονεκτήματα των «ρομπότ φόρτισης». Στην Έκθεση Αυτοκινήτου της Σαγκάης 2023, η Lotus κυκλοφόρησε ένα ρομπότ φόρτισης flash. Όταν το όχημα πρέπει να φορτιστεί, το ρομπότ μπορεί να επεκτείνει τον μηχανικό του βραχίονα και να εισάγει αυτόματα το πιστόλι φόρτισης στην οπή φόρτισης του οχήματος. Μετά τη φόρτιση, μπορεί επίσης να βγάλει μόνο του το όπλο, ολοκληρώνοντας όλη τη διαδικασία από την έναρξη έως τη φόρτιση του οχήματος.
Αντίθετα, τα ρομπότ φόρτισης δεν έχουν μόνο την άνεση της ασύρματης φόρτισης, αλλά μπορούν επίσης να λύσουν το πρόβλημα περιορισμού ισχύος της ασύρματης φόρτισης. Οι χρήστες μπορούν επίσης να απολαύσουν την απόλαυση της υπερφόρτισης χωρίς να βγουν από το αυτοκίνητο. Φυσικά, η φόρτιση των ρομπότ θα περιλαμβάνει επίσης θέματα κόστους και έξυπνων ζητημάτων, όπως η τοποθέτηση και η αποφυγή εμποδίων.
Περίληψη: Το θέμα της αναπλήρωσης ενέργειας για νέα ενεργειακά οχήματα ήταν πάντα ένα θέμα στο οποίο αποδίδουν μεγάλη σημασία όλα τα μέρη του κλάδου. Προς το παρόν, η λύση υπερφόρτισης και η λύση αντικατάστασης μπαταρίας είναι οι δύο πιο βασικές λύσεις. Θεωρητικά, αυτές οι δύο λύσεις επαρκούν για να καλύψουν τις ανάγκες αναπλήρωσης ενέργειας των χρηστών σε κάποιο βαθμό. Φυσικά, τα πράγματα προχωρούν πάντα. Ίσως με την έλευση της εποχής χωρίς οδηγό, τα ρομπότ ασύρματης φόρτισης και φόρτισης ενδέχεται να δημιουργήσουν νέες ευκαιρίες.
Ώρα δημοσίευσης: Απρ-13-2024