Razvoj novih energetskih vozil je v polnem razmahu, vprašanje dopolnitve energije pa je postalo tudi eno od vprašanj, na katere je industrija v celoti posvetila. Medtem ko vsi razpravljajo o prednostih prekomernega polnjenja in zamenjave baterij, ali obstaja "načrt C" za polnjenje novih energetskih vozil?
Morda je vplivalo brezžično polnjenje pametnih telefonov, brezžično polnjenje avtomobilov je postalo tudi ena od tehnologij, ki so jih inženirji premagali. Po poročanju medijev je nedolgo nazaj tehnologija avtomobilskih brezžičnih zaračunavanja prejela prelomne raziskave. Raziskovalna in razvojna skupina je trdila, da lahko brezžična polnilna ploščica prenaša napajanje avtomobila z izhodno močjo 100kW, kar lahko v 20 minutah poveča stanje naboja baterije za 50%.
Seveda tehnologija avtomobilskega brezžičnega polnjenja ni nova tehnologija. Z naraščanjem novih energetskih vozil že dolgo raziskujejo brezžično polnjenje, vključno z BBA, Volvo in različnimi domačimi avtomobilskimi podjetji.
Na splošno je tehnologija avtomobilskih brezžičnih zaračunavanja še vedno v zgodnjih fazah, številne lokalne oblasti pa izkoristijo tudi to priložnost za raziskovanje večjih možnosti za prihodnji prevoz. Vendar pa je zaradi dejavnikov, kot so stroški, moč in infrastruktura, v veliki meri komercializirana tehnologija za polnjenje avtomobilov. Obstaja veliko težav, ki jih je treba še premagati. Nove zgodbe o brezžičnem polnjenju v avtomobilih še ni enostavno povedati.
Kot vsi vemo, brezžično polnjenje v industriji mobilnih telefonov ni nič novega. Brezžično polnjenje za avtomobile ni tako priljubljeno kot polnjenje za mobilne telefone, vendar je že pritegnilo številna podjetja, ki so hrepenela po tej tehnologiji.
Na splošno obstajajo štiri metode brezžičnega polnjenja v glavnem toku: elektromagnetna indukcija, resonanca magnetnega polja, povezovanje električnega polja in radijski valovi. Med njimi mobilni telefoni in električna vozila večinoma uporabljajo elektromagnetno indukcijo in resonanco magnetnega polja.
Med njimi brezžično polnjenje elektromagnetne indukcije uporablja načelo elektromagnetnega indukcije elektromagnetizma in magnetizma za proizvodnjo električne energije. Ima visoko učinkovitost polnjenja, vendar je učinkovita razdalja polnjenja kratka in tudi zahteve glede lokacije za polnjenje so tudi stroge. Relativno gledano ima magnetno resonančno brezžično polnjenje nižje zahteve glede lokacije in daljšo polnjenje, kar lahko podpira več centimetrov do več metrov, vendar je učinkovitost polnjenja nekoliko nižja od prvega.
Zato so se v zgodnjih fazah raziskovanja tehnologije brezžičnega polnjenja avtomobilska podjetja naklonjena tehnologiji brezžičnega polnjenja z elektromagnetno indukcijo. Reprezentativna podjetja vključujejo BMW, Daimler in druga podjetja za vozila. Od takrat se je postopoma spodbujala tehnologija brezžičnega polnjenja z magnetno resonanco, ki jo predstavljajo dobavitelji sistema, kot sta Qualcomm in Witicrity.
Že julija 2014 sta BMW in Daimler (zdaj Mercedes-Benz) napovedala sporazum o sodelovanju za skupno razvoj brezžične tehnologije za polnjenje električnih vozil. V letu 2018 je BMW začel izdelovati brezžični polnilni sistem in ga naredil za izbirno napravo za hibridni model 5 serij. Njegova nazivna polnilna moč je 3,2kW, učinkovitost pretvorbe energije doseže 85%, v celoti pa se lahko napolni v 3,5 urah.
Leta 2021 bo Volvo uporabil XC40 Pure Electric Taxi za začetek poskusov brezžičnega polnjenja na Švedskem. Volvo je v Urban Gothenburgu na Švedskem posebej postavil več preskusnih območij. Vozila za polnjenje morajo parkirati samo na brezžičnih naprav za polnjenje, vgrajene na cesto, da samodejno zaženete funkcijo polnjenja. Volvo je dejal, da lahko njegova brezžična polnilna moč doseže 40kW, v 30 minutah pa lahko prevozi 100 kilometrov.
Na področju avtomobilskega brezžičnega polnjenja je bila moja država vedno v ospredju industrije. Leta 2015 je China Southern Power Grid Grid Guangxi Electric Power Research Institute zgradil prvi domači brezžični pas za električno vozilo. Leta 2018 je Saic Roewe predstavil prvi čisti električni model z brezžičnim polnjenjem. FAW Hongqi je leta 2020 predstavil Hongqi E-HS9, ki podpira tehnologijo brezžičnega polnjenja. Marca 2023 je Saic Zhiji uradno predstavil svojo prvo rešitev za brezžično polnjenje z visoko moči 11kW.
In Tesla je tudi eden izmed raziskovalcev na področju brezžičnega polnjenja. Junija 2023 je Tesla porabila 76 milijonov ameriških dolarjev za pridobitev Wiferiona in ga preimenovala v Tesla Engineering Nemčija GmbH, pri čemer je nameravala brezžično zaračunavanje z nizkimi stroški. Prej je imel izvršni direktor Tesla Musk negativen odnos do brezžičnega polnjenja in kritiziral brezžično polnjenje kot "nizko energijo in neučinkovito". Zdaj to imenuje obetavna prihodnost.
Seveda veliko avtomobilskih podjetij, kot so Toyota, Honda, Nissan in General Motors, razvijajo tudi tehnologijo brezžičnega polnjenja.
Čeprav je veliko strank opravilo dolgoročno raziskovanje na področju brezžičnega polnjenja, tehnologija avtomobilskega brezžičnega zaračunavanja še vedno daleč od tega, da bi postala resničnost. Ključni dejavnik, ki omejuje njen razvoj, je moč. Kot primer vzemite Hongqi E-HS9. Tehnologija brezžičnega polnjenja, s katero je opremljena, ima največjo izhodno moč 10kW, ki je le nekoliko višja od moči 7KW počasnega polnjenja. Nekateri modeli lahko dosežejo samo sistemsko napajanje 3,2kW. Z drugimi besedami, s takšno učinkovitostjo polnjenja sploh ni udobje.
Seveda, če je moč brezžičnega polnjenja izboljšana, je to morda druga zgodba. Na primer, kot je navedeno na začetku članka, je raziskovalna in razvojna skupina dosegla izhodno moč 100kW, kar pomeni, da če je mogoče doseči takšno izhodno moč, lahko vozilo teoretično v celoti napolnite v približno eni uri. Čeprav je še vedno težko primerjati s super polnjenjem, je še vedno nova izbira za dopolnitev energije.
Z vidika scenarijev uporabe je največja prednost avtomobilske tehnologije brezžičnega polnjenja zmanjšanje ročnih korakov. V primerjavi z žičnim polnjenjem morajo lastniki avtomobilov opraviti vrsto operacij, kot so parkiranje, odhod iz avtomobila, pobiranje pištole, priključitev in polnjenje itd. Ko se soočajo s tretjimi kupci, morajo izpolniti različne informacije, ki so razmeroma okorni postopek.
Scenarij brezžičnega polnjenja je zelo preprost. Ko voznik parkira vozilo, ga naprava samodejno zazna in ga nato brezžično polni. Ko je vozilo popolnoma napolnjeno, vozilo odpelje neposredno in lastniku ni treba več operacij. Z vidika uporabniške izkušnje bo ljudem dal tudi občutek razkošja pri uporabi električnih vozil.
Zakaj avtomobilsko brezžično polnjenje pritegne toliko pozornosti podjetij in dobaviteljev? Z razvojne perspektive je lahko prihod dobe brez voznikov tudi čas za velik razvoj tehnologije brezžičnega polnjenja. Da bi avtomobili resnično brez voznikov, potrebujejo brezžično polnjenje, da se znebijo okornih kablov.
Zato so številni dobavitelji zaračunavanja zelo optimistični glede razvojnih možnosti za brezžično polnjenje tehnologije. Nemški velikan Siemens napoveduje, da bo trg brezžičnega zaračunavanja električnih vozil v Evropi in Severni Ameriki do leta 2028 dosegel dve milijardi ameriških dolarjev. V ta namen je Siemens že junija 2022 vložil 25 milijonov ameriških dolarjev, da bi pridobil manjšinski delež v brezžičnem polnjenju za spodbujanje tehnoloških raziskav in razvoja brezžičnih sistemov za brezžično polnjenje.
Siemens verjame, da bo brezžično polnjenje električnih vozil v prihodnosti postalo glavno. Poleg tega, da je polnjenje bolj priročno, je brezžično polnjenje tudi eden od potrebnih pogojev za uresničevanje avtonomne vožnje. Če resnično želimo v velikem obsegu lansirati samovozeče avtomobile, je tehnologija brezžičnega polnjenja nepogrešljiva. To je pomemben korak v svet avtonomne vožnje.
Seveda so možnosti odlične, toda resničnost je grda. Trenutno so metode za dopolnjevanje energije električnih vozil vse bolj raznolike, pričakovana je možnost brezžičnega polnjenja. Vendar pa je s trenutnega vidika tehnologija avtomobilskega brezžičnega zaračunavanja še vedno v fazi testiranja in se sooča s številnimi težavami, kot so visoki stroški, počasno polnjenje, nedosledni standardi in počasen napredek komercializacije.
Problem učinkovitosti zaračunavanja je ena od ovir. Na primer, razpravljali smo o vprašanju učinkovitosti v prej omenjenem Hongqi E-HS9. Kritizirana je nizka učinkovitost brezžičnega polnjenja. Trenutno je učinkovitost brezžičnega polnjenja električnih vozil nižja od učinkovitosti žičnega polnjenja zaradi izgube energije med brezžičnim prenosom.
Z vidika stroškov je treba zaračunavanje avtomobilov še bolj zmanjšati. Brezžično polnjenje ima velike zahteve za infrastrukturo. Sestavni deli so na splošno postavljeni na terenu, kar bo vključevalo spreminjanje tal in druge težave. Gradbeni stroški bodo neizogibno višji od stroškov navadnih zaračunanih pilotov. Poleg tega je v zgodnji fazi promocije tehnologije brezžičnega polnjenja industrijska veriga nezrela, stroški povezanih delov pa bodo visoki, celo večkrat od cene gospe za polnjenje gospodinjstev z enako močjo.
Na primer, britanski avtobusni operater Firstbus je razmišljal o uporabi tehnologije brezžičnega polnjenja v procesu spodbujanja elektrifikacije svoje flote. Vendar je bilo po pregledu ugotovljeno, da je vsak dobavitelj zemeljskih polnilnih plošč citiral 70.000 funtov. Poleg tega so visoki tudi stroški gradnje brezžičnih polnilnih cest. Na primer, stroški gradnje 1,6 kilometra brezžične polnilne ceste na Švedskem znašajo približno 12,5 milijona ameriških dolarjev.
Seveda so lahko varnostna vprašanja tudi eno od vprašanj, ki omejujejo brezžično tehnologijo zaračunavanja. Z vidika njegovega vpliva na človeško telo brezžično polnjenje ni veliko. "Začasni predpisi o radiu upravljanja opreme za brezžično polnjenje (prenos moči) (osnutek za komentarje), ki jih je objavilo Ministrstvo za industrijo in informacijsko tehnologijo, navaja, da je spekter 19-21kHz in 79-90kHz ekskluziven za brezžično polnjenje avtomobilov. Ustrezne raziskave kažejo, da šele, ko polnilna moč presega 20kW in je človeško telo v tesnem stiku s polnilno bazo, lahko določen vpliv na telo. Vendar to tudi zahteva, da vse stranke še naprej popularizirajo varnost, preden jo lahko prepoznajo potrošniki.
Ne glede na to, kako praktična je tehnologija za brezžično polnjenje avtomobila in kako priročna je scenariji uporabe, je še dolga pot, preden se lahko v velikem obsegu trži. Če gremo iz laboratorija in ga izvajate v resničnem življenju, je pot do brezžičnega polnjenja za avtomobile dolga in naporna.
Medtem ko vse stranke odločno raziskujejo brezžično tehnologijo polnjenja za avtomobile, se je tudi mirno pojavil koncept "polnilnih robotov". Bolečine, ki jih je treba rešiti z brezžičnim polnjenjem, predstavljajo vprašanje udobja zaračunavanja uporabnikov, ki bo dopolnjevala koncept vožnje brez voznikov v prihodnosti. Toda v Rimu je več kot ena cesta.
Zato so "polnilni roboti" začeli tudi postati dodatek v inteligentnem postopku polnjenja avtomobilov. Nedolgo nazaj je pekinška podcentralna gradbena nacionalna demonstracijska cona Zelene razvojne območje eksperimentalna baza električnega sistema predstavila popolnoma samodejni robot za polnjenje avtobusov, ki lahko napolni električne avtobuse.
Ko električni avtobus vstopi v polnilno postajo, vidni sistem zajame podatke o prihodu vozila, sistem za odpremo v ozadju pa robotu takoj izda nalogo za polnjenje. S pomočjo sistema za določanje poti in mehanizmom za hojo se robot samodejno odpelje do polnilne postaje in samodejno zagrabi pištolo za polnjenje. , z uporabo tehnologije vizualnega pozicioniranja za prepoznavanje lokacije električnih vozil za polnjenje in izvajanje samodejnih operacij polnjenja.
Seveda avtomobilska podjetja začnejo opažati tudi prednosti "zaračunajočih robotov". Na avtomobilskem salonu v Šanghaju leta 2023 je Lotus izdal bliskovni polnilni robot. Ko je treba vozilo napolniti, lahko robot iztegne svojo mehansko roko in samodejno vstavi polnilno pištolo v luknjo za polnjenje vozila. Po polnjenju lahko pištolo izvleče tudi sam, tako da celoten postopek zaključi od začetka do polnjenja vozila.
V nasprotju s tem ima polnjenje robotov ne le udobje brezžičnega polnjenja, ampak lahko reši tudi problem omejitve moči brezžičnega polnjenja. Uporabniki lahko uživajo tudi v užitku prekomernega polnjenja, ne da bi se umaknili iz avtomobila. Seveda bodo zaračunavanje robotov vključevale tudi stroške in inteligentna vprašanja, kot sta pozicioniranje in preprečevanje ovir.
Povzetek: Vprašanje energije za nova energetska vozila je bilo vedno vprašanje, ki mu vse stranke v panogi pripisujejo velikemu pomenu. Trenutno sta raztopina za prekomerno polnjenje in raztopina za zamenjavo baterije dve najbolj glavni rešitvi. Teoretično sta ti dve rešitvi zadostni za zadovoljevanje potreb po dopolnitvi energije do neke mere. Seveda se stvari vedno premikajo naprej. Morda lahko s pojavom dobe brez voznikov lahko brezžično polnjenje in polnilni roboti sprožijo nove priložnosti.
Čas objave: april-13-2024