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純電動車邊開邊充,無線充電技術真的靠譜嗎?

在大多數人看來,目前的充電效率與速度依然制約著純電動汽車的普及發展。於是誕生了各式各樣提升充電便捷性的方式,比如超級快充、換電、無線充電等。其中無線充電技術早已在手機、智慧化裝置等領域得到廣泛應用與認可,幾乎成為智慧手機的標配功能。不過,在純電動車領域,無線充電依然不屬於主流的充電手段。

什麼是電磁感應?

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目前主流的汽車無線充電技術有兩種,電磁感應和磁場共振,而它們都有自己的優缺點。以電磁感應式的無線充電系統為例,它由兩個線圈組成,一個是發射線圈,透過產生震盪磁場讓另一個接收線圈在法拉第電磁感應定律下產生交流電,從而達到充電的目的。現如今流行的手機無線充電功能正是電磁感應式,這種感應式充電的優勢在於能量轉化率高。

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但也有缺點,由於充電效率與發射線圈和接收線圈之間的距離、位置偏差等有著直接的關係,一旦兩個線圈位置稍有偏差,就會嚴重影響無線充電效率,因此使用場景不廣泛,且只能實現一對一充電,採用此套方案的車企有寶馬、賓士、沃爾沃等豪華品牌。

通常來說,磁感應式的無線充電需要在地面上固定一個“充電墊”(發射線圈),接收線圈則安裝在可移動車輛的底部,當精準倒車進入指定位置後才能實現無線充電。很顯然,磁感應式的無線充電對位置提出更精準的要求,正因為如此,很多車企將無線充電技術和泊車系統緊密結合在一起。

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比如寶馬為了更好地使用無線充電功能,推出過一套泊車輔助系統,駕駛者根據中控顯示屏的俯檢視上的停車輔助線進行倒車,當到達充電墊的精確位置時,系統會自動發出停車指示。

什麼是磁場共振?

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另一種則是磁場共振,它的原理是讓發射線圈和接收線圈具有相同的共振頻率,透過頻率共振進行能量轉換,這種方式不僅對線圈的位置要求不高,而且還能一對多充電,但弊端是能量傳輸損耗高。

得益於一對多的技術原理,磁場共振技術為實現動態無線充電的設計提供了條件,即透過在道路下面鋪設的無線充電系統,實現車輛邊行駛邊充電。此前,韓國鋪設了一條12公里長的無線充電路段,車輛可以在路上一邊行駛一邊充電。

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與此同時,高通開發的動態無線充電示範專案也已經啟動,為此在法國建了100米實驗軌道,鋪了20kW無線充電系統,雖然20kW的充電功率不高,而且鋪設過長的線路成本效益比也不佳,但這也是實現無線充電的基礎。

無線充電的效率並不高

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總體來看,無線充電系統確實可以極大提升了充電便利性,做到即停即充,而且無線充電裝置對於空間需求更低。如果是磁場共振式無線充電,理論上可以做到邊走邊充,就好像拿著手機一邊充電一邊玩一樣,甚至有望解決里程焦慮。

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然而,需要說明的是,目前無論哪種無線充電技術,其充電功率都很小,一般主流的無線充電系統輸出功率不超過10kW,這與普通的交流慢充樁相差無幾,且能量轉換效率還比有線方式低,天然不利於快速充電。

比如寶馬530Le iperformance的無線充電裝置功率僅為3。2kW,充滿容量為9。4kWh的電池組需要3。5小時,更別說純電動車動輒40kWh起步的大容量電池。

無線充電的建造成本高昂

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無線充電裝置的建造成本相當高昂,與普通的充電樁根本不在一個水平線上。首先需要在地面挖個坑埋下充電線圈、暗線等必備部件,再加上造價不菲的無線充電裝置。要知道,一套無線充電裝置的成本是普通立體慢充樁的5-6倍。萬一日後埋在地下的發射器出了問題,後期維護成本也是不得不考慮的因素。而現階段的充電樁只需要透過增加線路隨後在地面上安裝充電樁即可,無論可操作性還是建造成本都更有優勢。

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此外,無線充電裝置對環境的適應性較差,由於外界環境不可控性,在公共場所使用無線充電,稍微有一些異物出現在電磁場範圍內,都會影響充電。因為在充電過程中,發射線圈和接收線圈之間不能有障礙物,不然會導致充電停止,因此無線充電裝置的安裝位置最理想的是在相對密閉的空間,比如室內停車場。

寫在最後

現階段來看,無線充電還只能算得上是小眾的存在,比較適用於部分高階的插電混動車型上。而隨著電池技術的突飛猛進,有一天純電動汽車不僅能實現上千公里的續航,還能透過超級快充技術大大縮短充電時間,除非無線充電技術能夠突破性地提升充電效率和速度,否則無線充電技術很難得到市場的認可。

(文/電車資源 大師兄)

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