电动汽车无线充电已迈出产业化的关键一步!

2020-06-24 20:36:19·  来源:新能源汽车网、中国能源报  
 
无线充电不需要人操作,车辆自动泊车后可以自动开启充电,这与电动汽车未来的自动驾驶、智能网联发展方向相契合。日前,国家标准化管理委员会发布了电动汽车无线
“无线充电不需要人操作,车辆自动泊车后可以自动开启充电,这与电动汽车未来的自动驾驶、智能网联发展方向相契合。”日前,国家标准化管理委员会发布了电动汽车无线充电4项国家标准,引发业内广泛关注。中国电力企业联合会表示,4项标准的发布填补了我国电动汽车无线充电技术领域国家标准规范的空白,标志着我国电动汽车无线充电从技术研发、工程示范向产业化进程迈出关键一步,是推动产业化发展进程的里程碑。

电动汽车无线充电如何实现
为了节约能源,减少环境污染,电动汽车受到了世界各国的大力推广。由于电池容量及充电基础设施等条件的限制,充电问题成为电动汽车发展过程中而临的最主要的瓶颈问题。线充电技术可以解决传统传导式充电面临的接口限制、安全问题,因此渐发展成为电动汽车充电的主要方式。然而,静态无线充电与有线充电同样存在着充电频繁、续航里程短、电池用量大且成本高昂等问题。特别是对于电动巴士一类的公交车辆,其连续续航能力格外重要。在这样的背景下,电动汽车动态无线充电技术应运而生,通过非接触的方式为行驶中的电动汽车实时地提供能量供给。

电动汽车无线充电技术,通过埋于地面下的供电导轨,以高频交变磁场的形式将电能传输给运行在地面上、一定范围内的车辆接收端电能拾取装置,进而给车载储能设备供电,可使电动汽车搭载少量电池组,延长其续航里程,同时电能补给变更加安全、便捷。动态无线供电技术的主要参数指标有电能传输距离、功率、效率、藕合机构侧移适应能力、电磁兼容性等。因而,开发大功率、高效率、强侧移适应能力、低电磁辐射、成本适中的动态无线供电系统,成为国内外各大研究机构当前的主要研究热点。

中国四项国家标准出台
据了解,此次发布的4项国家标准,包括《电动汽车无线充电系统第1部分:通用要求》(GB/T 38775.1)、《电动汽车无线充电系统第2部分:车载充电机与充电设备之间的通信协议》(GB/T 38775.2)、《电动汽车无线充电系统第3部分:特殊要求》(GB/T 38775.3)、《电动汽车无线充电系统第4部分:电磁环境限值与测试方法》(GB/T 38775.4)。

该标准体系规划标准18 项,规范了电动汽车无线充电系统在公共以及私人应用领域的技术要求、性能要求、功能要求、安全要求、通信协议、测试要求及试验方法、互操作性要求及测试方法、施工验收、运行维护等。除本次发布4项国家标准外,还有4项国标正在编制过程中。此外,还有2项针对公共领域的电动汽车无线充电标准将在年内完成定稿。国外部分,北美SAE、欧洲IEC和ISO,三个国际标准组织今年也会出台电动汽车无线充电定稿。今年将是电动汽车无线充电标准定稿的大年。

国内外电动汽车无线充电发展进程
目前,北美SAE、欧洲IEC和ISO,三个国际标准组织今年也会出台电动汽车无线充电定稿。今年将是电动汽车无线充电标准定稿的大年。

在新西兰奥克兰大学、日本东京大学、美国橡树岭国家实验室、韩国高等科学技术学院(KAIST)等国外研究团队,己经对电动汽车动态无线供电相关的技术难点、以及关键问题展开了一系列研究,主要集中在系统建模方法、电能变换拓扑结构、电磁藕合机构优化设计和电磁屏蔽技术等方而。新西兰奥克兰大学与德国康稳公司合作研制出,世界上第一台无线充电大巴,功率为30 kW,同时也研制出100 kW无线供电列车样机,列车轨道长400 m,KAIST将采用动态无线充电技术的电动车称为在线电动车。2013年位于龟尾市的两条电动公交线路投入运行,线路总长为24 km,传输功率为100 kW,效率为850% 。

尽管各国电动汽车无线充电技术发展都有收获,但是短期内全面实现无线充电还是很难,原因:①空间损耗太大;②二次转换损耗大;③功率不足;④设备尺寸大;⑤线圈体积大,重量沉;⑥停车场线圈建设;⑦电磁辐射。电动汽车无线充电技术具有方便、快捷的优点,但还处于研发和探索阶段,在实用化方而还有大量的工作要做。

现阶段电动汽车无线充电仍面临着成本高昂的问题。目前电动汽车无线充电上下游产业链还没有打通,其电子元器件、零部件需要定制,设备成本很高。比如一台7.7kw的私人无线充电售价在1.2万元左右,即便未来无线充电达到100万套数量级,其费用依然高出传统充电桩30%左右。因此,无线充电将主要配置在中高端车型上,前期销量会有一个‘爬坡’的过程。

智能出行重要组成部分
无线充电将成为未来自动驾驶的关键一环。传统慢充和快充都需要人为操作,将充电枪插到车上。但无线充电不需要人操作,车辆自动泊车后可以自动开启充电,这跟电动汽车未来的自动驾驶、智能网联发展方向相符合。

据了解,电动汽车无线充电能实现APP远程操作、自动开关充电、电池检测、异物排查、自动结算等功能,且无线充电系统是全封闭的,无火花及触电危险,可适应多种恶劣环境和天气。

未来,电动汽车无线充电有两大类明晰的商业应用场景:一是电动汽车自动化充电有刚性需求,如自动驾驶场景,未来会逐步普及;二是对无线充电有刚需场景,如立体车库场景等。“国家对停车场地的充电车位占比有一定要求,如果是高层立体停车场,传导式充电电线很难拉上去,就需要装配无线充电。”随着该技术的不断完善,同时结合中国智能电网的建设,其在电动汽车智能充换电服务网络方而的应用必将大大推动电动汽车的大规模应用。
 
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