Dezvoltarea vehiculelor cu energie nouă este în plină desfășurare, iar problema reaprovizionării cu energie a devenit, de asemenea, una dintre problemele cărora industria le-a acordat toată atenția. În timp ce toată lumea dezbate meritele supraîncărcării și ale înlocuirii bateriilor, există oare un „Plan C” pentru încărcarea vehiculelor cu energie nouă?
Poate influențată de încărcarea wireless a smartphone-urilor, încărcarea wireless a mașinilor a devenit, de asemenea, una dintre tehnologiile pe care inginerii le-au depășit. Conform relatărilor din presă, nu cu mult timp în urmă, tehnologia de încărcare wireless a mașinilor a fost cercetată inovator. O echipă de cercetare și dezvoltare a susținut că platforma de încărcare wireless poate transmite energie către mașină cu o putere de ieșire de 100 kW, ceea ce poate crește starea de încărcare a bateriei cu 50% în 20 de minute.
Desigur, tehnologia de încărcare wireless pentru mașini nu este o tehnologie nouă. Odată cu apariția vehiculelor cu energie nouă, diverse forțe explorează încărcarea wireless de mult timp, inclusiv BBA, Volvo și diverse companii autohtone.
Per total, tehnologia de încărcare wireless pentru mașini este încă în stadii incipiente, iar multe administrații locale profită de această oportunitate pentru a explora posibilități mai ample pentru transportul viitor. Cu toate acestea, din cauza unor factori precum costul, puterea și infrastructura, tehnologia de încărcare wireless pentru mașini a fost comercializată la scară largă. Există multe dificultăți care trebuie încă depășite. Noua poveste despre încărcarea wireless în mașini nu este încă ușor de spus.
După cum știm cu toții, încărcarea wireless nu este o noutate în industria telefoanelor mobile. Încărcarea wireless pentru mașini nu este la fel de populară ca încărcarea telefoanelor mobile, dar a atras deja multe companii care doresc să achiziționeze această tehnologie.
În general, există patru metode principale de încărcare wireless: inducția electromagnetică, rezonanța câmpului magnetic, cuplarea câmpului electric și undele radio. Printre acestea, telefoanele mobile și vehiculele electrice utilizează în principal inducția electromagnetică și rezonanța câmpului magnetic.
Printre acestea, încărcarea wireless prin inducție electromagnetică utilizează principiul inducției electromagnetice al electromagnetismului și magnetismului pentru a genera electricitate. Are o eficiență de încărcare ridicată, dar distanța efectivă de încărcare este scurtă, iar cerințele privind locația de încărcare sunt, de asemenea, stricte. Relativ vorbind, încărcarea wireless prin rezonanță magnetică are cerințe de locație mai mici și o distanță de încărcare mai mare, care poate suporta de la câțiva centimetri la câțiva metri, dar eficiența de încărcare este puțin mai mică decât prima.
Prin urmare, în primele etape ale explorării tehnologiei de încărcare wireless, companiile auto au favorizat tehnologia de încărcare wireless prin inducție electromagnetică. Printre companiile reprezentative se numără BMW, Daimler și alte companii de vehicule. De atunci, tehnologia de încărcare wireless prin rezonanță magnetică a fost promovată treptat, fiind reprezentată de furnizori de sisteme precum Qualcomm și WiTricity.
Încă din iulie 2014, BMW și Daimler (acum Mercedes-Benz) au anunțat un acord de cooperare pentru dezvoltarea în comun a tehnologiei de încărcare wireless pentru vehiculele electrice. În 2018, BMW a început să producă un sistem de încărcare wireless și l-a transformat într-un dispozitiv opțional pentru modelul hibrid plug-in Seria 5. Puterea sa nominală de încărcare este de 3,2 kW, eficiența de conversie a energiei atinge 85% și poate fi încărcat complet în 3,5 ore.
În 2021, Volvo va folosi taxiul electric XC40 pentru a începe experimente de încărcare wireless în Suedia. Volvo a amenajat special mai multe zone de testare în zona urbană Göteborg, Suedia. Vehiculele care se încarcă trebuie doar să parcheze pe dispozitivele de încărcare wireless încorporate în carosabil pentru a porni automat funcția de încărcare. Volvo a declarat că puterea sa de încărcare wireless poate ajunge la 40 kW și că poate parcurge 100 de kilometri în 30 de minute.
În domeniul încărcării wireless auto, țara mea a fost întotdeauna în avangarda industriei. În 2015, Institutul de Cercetare a Energiei Electrice Guangxi din cadrul China Southern Power Grid a construit prima pistă de testare a încărcării wireless pentru vehicule electrice din țară. În 2018, SAIC Roewe a lansat primul model pur electric cu încărcare wireless. FAW Hongqi a lansat în 2020 modelul Hongqi E-HS9, care acceptă tehnologia de încărcare wireless. În martie 2023, SAIC Zhiji a lansat oficial prima sa soluție inteligentă de încărcare wireless pentru vehicule de mare putere de 11 kW.
Și Tesla este, de asemenea, unul dintre exploratorii din domeniul încărcării wireless. În iunie 2023, Tesla a cheltuit 76 de milioane de dolari americani pentru a achiziționa Wiferion și a redenumit-o Tesla Engineering Germany GmbH, planificând să utilizeze încărcarea wireless la un cost redus. Anterior, CEO-ul Tesla, Musk, a avut o atitudine negativă față de încărcarea wireless și a criticat-o ca fiind „cu consum redus de energie și ineficientă”. Acum o numește un viitor promițător.
Desigur, multe companii auto precum Toyota, Honda, Nissan și General Motors dezvoltă și ele tehnologie de încărcare wireless.
Deși numeroase companii au efectuat cercetări pe termen lung în domeniul încărcării wireless, tehnologia de încărcare wireless pentru automobile este încă departe de a deveni realitate. Factorul cheie care îi restricționează dezvoltarea este puterea. Să luăm ca exemplu Hongqi E-HS9. Tehnologia de încărcare wireless cu care este echipat are o putere maximă de ieșire de 10 kW, care este doar puțin mai mare decât puterea de 7 kW a sistemului de încărcare lentă. Unele modele pot atinge doar o putere de încărcare a sistemului de 3,2 kW. Cu alte cuvinte, nu există niciun avantaj cu o astfel de eficiență de încărcare.
Desigur, dacă puterea încărcării wireless este îmbunătățită, poate fi o altă poveste. De exemplu, așa cum se menționează la începutul articolului, o echipă de cercetare și dezvoltare a atins o putere de ieșire de 100 kW, ceea ce înseamnă că, dacă se poate atinge o astfel de putere de ieșire, vehiculul poate fi teoretic încărcat complet în aproximativ o oră. Deși este încă dificil de comparat cu superîncărcarea, aceasta este încă o nouă opțiune pentru reaprovizionarea cu energie.
Din perspectiva scenariilor de utilizare, cel mai mare avantaj al tehnologiei de încărcare wireless auto este reducerea numărului de pași manuali. Comparativ cu încărcarea cu fir, proprietarii de mașini trebuie să efectueze o serie de operațiuni, cum ar fi parcarea, coborârea din mașină, ridicarea pistolului, conectarea și încărcarea etc. Atunci când se confruntă cu încărcări de la terți, aceștia trebuie să completeze diverse informații, ceea ce este un proces relativ greoi.
Scenariul de încărcare wireless este foarte simplu. După ce șoferul parchează vehiculul, dispozitivul detectează automat încărcarea și apoi îl încarcă wireless. După ce vehiculul este complet încărcat, acesta pornește direct la drum, iar proprietarul nu mai trebuie să efectueze alte operațiuni. Din perspectiva experienței utilizatorului, acest lucru va oferi oamenilor și un sentiment de lux atunci când utilizează vehicule electrice.
De ce atrage încărcarea wireless a mașinilor atât de multă atenție din partea companiilor și furnizorilor? Din perspectiva dezvoltării, sosirea erei încărcării fără șofer ar putea fi, de asemenea, un moment pentru o mare dezvoltare a tehnologiei de încărcare wireless. Pentru ca mașinile să fie cu adevărat fără șofer, acestea au nevoie de încărcare wireless pentru a scăpa de cătușele cablurilor de încărcare.
Prin urmare, mulți furnizori de sisteme de încărcare sunt foarte optimiști în ceea ce privește perspectivele de dezvoltare ale tehnologiei de încărcare wireless. Gigantul german Siemens preconizează că piața de încărcare wireless pentru vehiculele electrice din Europa și America de Nord va ajunge la 2 miliarde de dolari americani până în 2028. În acest scop, încă din iunie 2022, Siemens a investit 25 de milioane de dolari americani pentru a obține o participație minoritară la furnizorul de sisteme de încărcare wireless WiTricity, pentru a promova cercetarea și dezvoltarea tehnologică a sistemelor de încărcare wireless.
Siemens consideră că încărcarea wireless a vehiculelor electrice va deveni o practică obișnuită în viitor. Pe lângă faptul că face încărcarea mai convenabilă, încărcarea wireless este, de asemenea, una dintre condițiile necesare pentru realizarea condusului autonom. Dacă vrem cu adevărat să lansăm mașini autonome la scară largă, tehnologia de încărcare wireless este indispensabilă. Acesta este un pas important în lumea condusului autonom.
Desigur, perspectivele sunt mari, dar realitatea este urâtă. În prezent, metodele de alimentare cu energie a vehiculelor electrice devin din ce în ce mai diverse, iar perspectiva încărcării wireless este foarte așteptată. Cu toate acestea, din punct de vedere actual, tehnologia de încărcare wireless pentru automobile este încă în stadiul de testare și se confruntă cu multe probleme, cum ar fi costul ridicat, încărcarea lentă, standardele inconsistente și progresul lent al comercializării.
Problema eficienței încărcării este unul dintre obstacole. De exemplu, am discutat problema eficienței în raportul Hongqi E-HS9 menționat anterior. Eficiența scăzută a încărcării wireless a fost criticată. În prezent, eficiența încărcării wireless a vehiculelor electrice este mai mică decât cea a încărcării cu fir din cauza pierderii de energie în timpul transmisiei wireless.
Din perspectiva costurilor, încărcarea wireless pentru mașini trebuie redusă în continuare. Încărcarea wireless are cerințe ridicate în ceea ce privește infrastructura. Componentele de încărcare sunt, în general, așezate pe sol, ceea ce va implica modificări ale terenului și alte probleme. Costul de construcție va fi inevitabil mai mare decât costul pilelor de încărcare obișnuite. În plus, în stadiul incipient al promovării tehnologiei de încărcare wireless, lanțul industrial este imatur, iar costul pieselor aferente va fi ridicat, chiar de câteva ori mai mare decât prețul pilelor de încărcare AC de uz casnic cu aceeași putere.
De exemplu, operatorul britanic de autobuze FirstBus a luat în considerare utilizarea tehnologiei de încărcare wireless în procesul de promovare a electrificării flotei sale. Cu toate acestea, în urma inspecției, s-a constatat că fiecare furnizor de panouri de încărcare la sol a solicitat 70.000 de lire sterline. În plus, costul de construcție a drumurilor de încărcare wireless este, de asemenea, ridicat. De exemplu, costul construirii unui drum de încărcare wireless de 1,6 kilometri în Suedia este de aproximativ 12,5 milioane de dolari americani.
Desigur, problemele de siguranță pot fi, de asemenea, una dintre problemele care restricționează tehnologia de încărcare wireless. Din perspectiva impactului său asupra corpului uman, încărcarea wireless nu este o problemă majoră. „Regulamentul interimar privind gestionarea radio a echipamentelor de încărcare wireless (transmisie a energiei) (proiect pentru comentarii)”, publicat de Ministerul Industriei și Tehnologiei Informației, prevede că spectrul de 19-21kHz și 79-90kHz este exclusiv pentru mașinile cu încărcare wireless. Cercetările relevante arată că numai atunci când puterea de încărcare depășește 20kW, iar corpul uman este în contact strâns cu baza de încărcare, aceasta poate avea un anumit impact asupra corpului. Cu toate acestea, acest lucru impune, de asemenea, ca toate părțile implicate să continue să popularizeze siguranța înainte ca aceasta să poată fi recunoscută de consumatori.
Indiferent cât de practică este tehnologia de încărcare wireless pentru mașini și cât de convenabile sunt scenariile de utilizare, mai este mult de parcurs până când aceasta poate fi comercializată la scară largă. Ieșind din laborator și implementând-o în viața reală, drumul către încărcarea wireless pentru mașini este lung și anevoios.
În timp ce toate părțile implicate explorează cu vigoare tehnologia de încărcare wireless pentru mașini, conceptul de „roboți de încărcare” a apărut și el în liniște. Punctele slabe care trebuie rezolvate prin încărcarea wireless reprezintă problema confortului încărcării de către utilizator, care va completa conceptul de condus fără șofer în viitor. Dar există mai mult de un drum spre Roma.
Prin urmare, „roboții de încărcare” au început să devină, de asemenea, un supliment în procesul de încărcare inteligentă a automobilelor. Nu cu mult timp în urmă, noua bază experimentală de sisteme energetice din Zona Demonstrativă Națională de Dezvoltare Verde a Construcțiilor Subcentrale din Beijing a lansat un robot de încărcare complet automată a autobuzelor, care poate încărca autobuze electrice.
După ce autobuzul electric intră în stația de încărcare, sistemul vizual captează informațiile de sosire a vehiculului, iar sistemul de dispecerizare din fundal emite imediat o sarcină de încărcare robotului. Cu ajutorul sistemului de localizare a traseului și al mecanismului de mers pe jos, robotul se deplasează automat la stația de încărcare și apucă automat pistolul de încărcare, utilizând tehnologia de poziționare vizuală pentru a identifica locația portului de încărcare al vehiculului electric și a efectua operațiuni automate de încărcare.
Desigur, și companiile auto încep să vadă avantajele „roboților de încărcare”. La Salonul Auto de la Shanghai din 2023, Lotus a lansat un robot de încărcare rapidă. Când vehiculul trebuie încărcat, robotul își poate extinde brațul mecanic și introduce automat pistolul de încărcare în orificiul de încărcare al vehiculului. După încărcare, poate scoate și pistolul singur, finalizând întregul proces de la pornire până la încărcarea vehiculului.
În schimb, roboții de încărcare nu numai că au confortul încărcării wireless, dar pot rezolva și problema limitării puterii. Utilizatorii se pot bucura, de asemenea, de plăcerea supraîncărcării fără a coborî din mașină. Desigur, roboții de încărcare vor implica și costuri și aspecte inteligente, cum ar fi poziționarea și evitarea obstacolelor.
Rezumat: Problema reaprovizionării cu energie pentru vehiculele cu energie nouă a fost întotdeauna o problemă căreia toate părțile implicate în industrie acordă o importanță deosebită. În prezent, soluția de supraîncărcare și soluția de înlocuire a bateriei sunt cele două soluții cele mai utilizate. Teoretic, aceste două soluții sunt suficiente pentru a satisface într-o anumită măsură nevoile de reaprovizionare cu energie ale utilizatorilor. Desigur, lucrurile merg mereu înainte. Poate că odată cu apariția erei fără șofer, încărcarea wireless și roboții de încărcare ar putea deschide noi oportunități.
Data publicării: 13 aprilie 2024