電動車真的需要無線充電嗎
無線充電的風,還是吹向了電動車。剛剛,特斯拉首席設計師Franz von Holzhausen證實,特斯拉正在研發無線感應家用充電技術。無線充電,顧名思義就是不需要充電槍,以後的特斯拉汽車,可以像手機一樣,走到特定位置就可以自行充電,不僅方便還更安全。
這種技術其實不新鮮,國內已經有企業開始研發,也有實際車型落地。但作為全新技術,無線充顯然還有很多挑戰。
例如成本太高、價格太貴等,特斯拉能憑一己之力讓這個技術普及嗎?
01、吸納無線充電新創企業
根據海外媒體Electrek,特斯拉首席設計師Franz von Holzhausen,在美國知名脫口秀主持人Jay Leno關於Cybertruck的影片中,確認了特斯拉正在研發無線充電技術。
“我們正在研究感應充電,不需要在車上插入任何東西。只需要把車開到車庫的充電板上,車輛就會自動開始充電。”
其實在此之前,馬斯克對無線充電並不感冒,比起無線充電,特斯拉更傾向於使用自動機械手臂來為車輛充電。
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早在2015年,特斯拉就發布過一個,看起來像蛇一樣的金屬自動機械手臂充電器的影片。
然而從今年開始,特斯拉開始改變對無線充電的態度。在今年3月的特斯拉投資者日上,特斯拉全球充電基礎設施負責人Rebecca Tinucci,向外界透露了特斯拉家用無線充電的潛在解決方案。
當時的PPT上,特斯拉展示了一款神秘的無線家用充電設備,特斯拉車輛停放的下方擁有一個凸起的無線充電裝置,並與牆上的充電箱相連。以此暗示人們,特斯拉未來可能實現的充電解決方案。
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四個月後,特斯拉斥資7,600萬美元,收購了一家德國的無線充電公司Wiferion。
Wiferion是一家成立於2016年,專注於為汽車提供無線充電技術的新創公司,2018年,正式推出了其首款產品——適用於工業車輛的非接觸式感應充電器「etaLINK3000」。
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今年Wiferion也推出了,可以為小型自動機器人充電的無線充電設備“etaLINK1000”,是該系列機器人充電系統的最新版本,體積小巧,適用於小型AMR的安裝。
Wiferion承諾,在對接的一秒內,幾乎是瞬間就可以開始充電,並且提供高達12千瓦的充電功率。
先用PPT展示,再斥資收購Wiferion,毫無疑問特斯拉是打算佈局無線充電產業。
就在人們以為特斯拉要在無線充電領域大展拳腳之時,特斯拉轉手又把Wiferion賣了,從完成收購到轉手,前後還沒超過4個月。
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但這不是一個正常的“買賣”,與其說是收購,不如說特斯拉其實是在“挖人”。因為在把Wiferion賣給DIN軌道電源供應商PULS時,特斯拉只賣了營運和製造業務,卻保留了Wiferion的工程師團隊。
據悉,Wiferion將在新東家的一個新部門PULS Wireless繼續生產、銷售和推廣其無線充電產品。
那特斯拉費了這麼大勁為了啥?
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特斯拉並沒有對外解釋作出這一決定的具體原因,但業內人士猜測,很可能是特斯拉已經有了關於無線充電設備的生產計劃,或者是不看好Wiferion的生產業務,只想要Wierion的技術人員。
因此,極有可能特斯拉在更早的時候,就有了對無線充電專案的規劃,只是缺少了相關技術人才,所以透過「收購招募」的方式,先把Wiferion買過來,再把業務賣出去,這也等於間接有了人員和技術儲備。
02、掀起新一輪“軍備競賽”
新能源車的無線充電,其本質和手機的無線充電類似。
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搭載在車上主要有兩種技術形式,第一種是電磁感應式,車底和地面各有兩個線圈,專門供電和受電,做到類似變壓器的能量傳輸方式,早期的日產魔方電動車就搭載過這個技術。
第二種則是利用磁耦合諧振的原理,這個技術早在2006年就被美國麻省理工學院科研團隊研發了出來,透過車底的無線充電面板與電池組內建的磁性元件,在特定距離內實現電能傳輸。
因為磁場諧振的充電方式在能量轉換的效率上更高,同時也要更穩定紮實。被認為是最佳的汽車無線充電技術,而特斯拉提出的無線充電設想就是基於這個原理實現的。
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早在2017年,BMW宣布即將在車上應用無線充電,用自家的無線充電感應板、外加220V的電源插座就能為汽車充電,選擇安裝在地面或埋在地底。
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隨後第二年,BMW的老對手賓士也打出了「電動車無線充電」的旗號,與高通無線充電子公司Qualcomm Halo基於2015年對外展示的無線充電方案進行合作開發。
2018年,上汽榮威Marvel X的亮相,同樣也具備無線充電。
今年,國內車企更是動作頻。
今年6月,蔚來入股了一家無線充電晶片商易衝科技,這家公司就是專注於磁共振耦合無線充電技術。
9月,華為公佈了用於電動車無線充電的專利,該專利是一種用於電動車的車載充電設備,並且該車載充電設備以顯著降低的成本表現出更高的功率密度。
就連首款車還沒發布的小米汽車也未雨綢繆,在9月申請了「無線充電方法、系統及儲存介質」專利並獲得授權。
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這個月,比亞迪也獲得了車輛偵測系統和車輛偵測設備專利,其中就有能夠在電池電量不足的情況下,透過無線充電模組向電池充電。
甚至有些車型已經落地。3月15日,智己汽車宣布,首個量產版11kW大功率整車智慧無線充電方案落地,停車就能充,不用再插拔充電槍。今年下半年起開始安裝。
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從國內的動作就不難看出,大部分的無線充電方案仍然處於規劃之中,雖然相比傳統的有線充電,無線充電會更加便捷和方便,但目前尚未大規模商用主要還是被許多客觀條件所限制。
以智己汽車的方案為例,即便是落地了無線充電,但現實還是面臨了挺多的問題。
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例如對場地要求較高,需要往地上掏洞,安裝成本就要比獨立式的充電樁高出不少。
不只是安裝成本,智己的這款無線充電樁單獨官方售價達到了18999元,車主需另選車端無線充電模組6000元,即便是抵扣掉原贈送的各種有線充電樁權益後,最低還得需要12,000元,這樣一套流程下來成本就得比有線的高出好幾倍。
另外,大家用過手機無線充電的應該都知道,充電速度會慢上不少,這是因為無線充電過程中會產生巨大的能量損耗和大量的熱量,隨著功率的增大釋放的熱量也會更多,這也成為提升無線充電功率的一大技術難點。
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而且還有個矛盾點,如果成本較高,就需要用在大車上成本才能覆蓋住,但大車的電池往往容量比較大,無線充電的低效率就會導致就算花一整晚也充不滿,所以以目前實際汽車無線充的技術水準來說,就形成了一個死循環。
所以雖然技術上可行,但實際應用仍有許多挑戰。
03、自動駕駛閉環的關鍵一步
某種程度上來說,汽車無線充電可以算是自動駕駛的最後閉環。除了能夠解決充電焦慮,延長續航里程外,更重要的是為未來的無人駕駛做準備。
大家可以假設一個場景,當勞累了一天的你坐著自動駕駛車輛回了家,車輛安穩的停在自家門口,但想起來還得給車充電,所以你不得不親自去給車輛充電。
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而無線充電恰恰解決了充電時需要給車輛插入充電槍的過程,理論上來說,這不是一項特別困難或耗時的任務。
特斯拉先前也曾表示,要將這個步驟自動化,以便為自動駕駛技術做好準備。如果汽車可以自己駕駛,那麼它們也應該能夠在不需要人插電的情況下,自己完成充電。
另外,無線充電在今年也正式得到了國家政策上的祝福。
今年5月,國內頒布了首部無線充電領域的規範性文件,工信部發布了《無線充電(電力傳輸)設備無線電管理暫行規定》,對電動汽車(含摩托車)無線充電設備,按照額定傳輸功率的大小設定了不同的技術指標。
這個文件的出台,算是為無線充電系統的開發設計提供了基礎支撐,加速推動電動車無線充電的規模量產和應用。
僅僅過了一個月後,國家又在無線充電領域繼續加碼。今年6月,國務院辦公廳發布的《關於進一步建構高品質充電基礎設施體系的指導意見》提出,加速推進快充換電、智慧充電、高功率充電、無線充電、光儲充協同控制等技術的研究和創新,加快建設無線充電線路和車位。
這也意味著,汽車無線充電技術極有可能是下一個風口,但能否普及,何時普及仍是個大問題。
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首先阻礙商用落地和普及最重要的原因還是充電效率問題,無線充電遠不如直接用電纜充電那麼高效,無法實現超充、快充等功能。
其次就是成本問題,無線充電也意味著更高的價格:除了需要在牆上安裝充電器外,還需要將感應充電板安全地嵌入地面,此外還要在車輛上安裝一個感應接收器,這些都增加了使用成本。
所有這些增加的成本,只是為了不浪費三秒鐘的時間來為車輛插上電源,消費者是否願意為此買單還是個未知數。
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最後則是無線充電的適用場景非常有限,比起公共場合顯然更適合家用,但是家用的前提條件是你還得有一個帶車庫的大house。
所以,高昂的成本、客觀環境的限制,都會使得這項技術只能被限制在經濟基礎條件較好的少數人手中,無法普及大眾。
這麼來看,無線充電想要全面普及,還差得遠。