【产业与公司】电动汽车无线充电:春天将至1
时间:2019-04-28 来源: 作者:

  电动汽车无线充电:春天将至

文/ 本刊记者  王伟  特约撰稿人  袁素

电动汽车无线充电行业似乎正在迎来属于自己的春天。

今年2月,成立十余年的美国无线充电企业WiTricity宣布,并购通信巨头高通旗下电动车无线充电平台Halo,获得高通1500项相关专利、所有的客户和授权。WiTricity公司CEO 亚历克斯·格鲁森近日对《能源评论》表示,将以开放的心态,通过与TIER1、主机厂合作的方式进入中国市场,在中国设立制造基地等事宜也在筹划中。

两个曾经最强劲的竞争对手强强联合,业内认为此举将重塑电动汽车无线充电技术的市场格局。不过,当下无线充电技术即便是在消费电子产品领域的应用也远远不及预期,在电动汽车领域的应用必将任重道远。

根据研究机构Research and Markets发布的最新报告预测,至2025年,电动汽车无线充电市场规模预计达4.07亿美元,2020?2025年期间的年复合增长率将达到117.56%。这份报告同时指出,受益于中日韩三国电动汽车无线充电技术的发展,预计亚太地区将是电动汽车无线充电技术的最大市场,其次是欧洲和北美。

 

消费电子率先应用

无线充电并不是新技术。早在1891年, “交流电之父” 尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)就取得了特斯拉线圈的专利,描绘了无线充电和无线传输的蓝图。

过去一个多世纪里,科学家们对特斯拉的这一构想孜孜以求,不断探索。2007年,无线充电技术终于有了新的突破,麻省理工大学(MIT)教授Marin Soljacic及其研究小组通过共振技术实现了“无线电力”传输,虽然只能为距离2.7米的一个60瓦灯泡供电,但研究者相信这一技术终将走向普及。

从应用场景来看,无线充电经历了一个从消费电子产品到电动汽车的场景延展。

随着电磁感应式无线充电技术的成熟,最早开始应用无线充电技术的消费电子产品就是电动牙刷。由于电动牙刷使用时难免与水接触,所以从很早以前就引入了无线充电概念,从而使充电接触点不暴露在外,极大增强了产品的防水性并实现整体水洗。

除电动牙刷以外,大规模应用无线充电技术的消费电子产品就是手机。最早使用无线充电技术的手机厂家是Palm公司,随后,夏普、诺基亚、索爱等等手机厂商纷纷跟进。

早期的无线充电技术效率不高。以电动牙刷为例,有些型号内置700毫安时的电池,全部充满需要4个小时以上。而智能手机当年的电池容量普遍都在1500毫安时以上,这意味着全部充满电需要8个小时以上。

较低的充电效率,可能存在的各种兼容隐患,一直制约着无线充电技术在智能手机领域大展拳脚,而这一局面直到全球第一个无线充电的国际标准“Qi”出台才有所改善。

2008年12月17日,由飞利浦电子、德州仪器、国家半导体等几大公司携手组建了“无线充电联盟”(Wireless Power Consortium,简称WPC),旨在提升无线充电技术的便捷性和通用性。截至2019年1月31日,无线充电联盟(WPC)会员已增至661家。

2012年,由众多参与者共同制定的无线充电标准“Qi”诞生,它攻克了无线充电“通用性”的技术瓶颈,凡是通过Qi标准认证的产品(手机和无线充电底座),它们之间可以做到相互兼容。

尽管无线充电技术在以手机为代表的消费电子产品得到了大规模应用,但是并未成为手机充电的主流方式,这主要与其用户体验不是很好有关。

无线充电的优点是既摆脱了线缆和充电插口的束缚,也不用再担心USB接口反复插拔的划伤和寿命问题,但其缺点在于,因为充电功率普遍只有5W到10W,充满一部3000毫安时电池的手机需要2.5小时至5个小时,而且在充电过程中,不能移动或者使用手机,因此充电使用场景只适合晚间睡觉、全心上课或者工作时,而这对于非常依赖手机工作或者娱乐的用户非常不友好。因此,残酷的现实是,无线充电在消费电子领域目前只能作为一种补充方式,并未成为主流充电方式。

 

从世纪梦想走进现实

随着全球电动汽车在2012年之后正式量产,无线充电技术开始从消费电子产品领域拓展到电动汽车。

在目前感应式、共振式和耦合式这三种主流技术路线中,共振式无线充电技术优势在于安全性高、功率较大,传输距离更远,最远传输距离超过2米,同时可以为多个设备充电,也无需精准对位,还可以穿过墙体、木材等对充电设备进行充电,因此得到汽车企业的青睐。

在电动汽车无线充电领域,最早涉足且成绩斐然的是通讯巨头高通。在2013年法兰克福车展前夕,高通就宣布与Formular E 控股公司合作,将旗下的Halo无线充电技术应用于Formula E电动方程式赛车上。2015年,装配有Halo 7.4千瓦无线充电系统的宝马i8开始成为全新的官方安全车。2017年5月,高通宣布已经完成了电动汽车行驶中进行无线充电的试验,即在路上增加感应式充电设备,这样汽车就可以边行驶边充电。

从电动汽车产业生态看,无线充电产业具有强烈的面向企业特性,技术方将方案提供给Tier1或者与主机厂捆绑,成为当下可行的路径。除高通外,市场上还有庞巴迪、WiTricity、Evatran Group(Plugless)、Momentum Dynamics等国际公司,以及中国的中兴新能源、中慧创智等第三方技术公司。

除了与高通强强联合的WiTricity,Momentum Dynamic也值得关注。今年1月15日,沃尔沃集团的 Venture Capital AB宣布,将对Momentum Dynamics公司进行投资。该公司在电动汽车高功率无线充电技术领域占据领先地位,并且正在利用车队以及汽车制造商的汽车、公共汽车、卡车和火车等,在欧洲和北美进行其高功率无线充电技术的试点项目。

除第三方技术公司外,主机厂也是开发无线充电技术的另外一派主力军,如丰田、宝马、奥迪、现代、起亚等。其中,本田似乎快人一步。在2019 CES消费者电子展上,本田展出了最新研发的Wireless Vehicle-to-Grid无线充电技术,和传统的无线充电技术相比,它增加了向电网回传电力的功能,从而增加了储能的功能。

尽管第三方技术公司与主机厂都在发力研发电动汽车无线充电技术,但无线充电技术的商业化应用仍未正式开始。

虽然WiTricity对外宣称,已经和全球前10大汽车厂商中的9家建立了实质性合作关系,但真正应用无线充电技术的上市量产车目前只有宝马530e,从公开报道来看市场反馈并没有预想的那么惊艳。

市面上提供无线充电技术的在售车型多为豪华品牌的混合动力车型,主要原因在于,一方面无线充电相对其他充电方式充电功率不够大、充电效率不够高,另一方面无线充电系统价格太贵。

根据WiTricity介绍,无线充电解决方案的最大功率可以做到11千瓦,供应商可以定制为3千瓦或者7千瓦等产品。这样的功率并不比市场上常规的慢充桩快多少,无法解决电动车主快速充电的核心诉求。

管理咨询公司Navigant分析师Lisa Jerram认为,一些高档汽车制造商因为无线充电这一功能,额外要价可以多达2000美元。这就导致因为成本的原因使无线充电目前只能是豪华车的“奢视品”。

此外,在功率与成本之外,电动汽车的无线充电技术还面临一些挑战,如缺少电动汽车无线充电技术标准、在磁场环境下的安全问题、发射器和接收器之间气隙的异物通信问题、车辆与充电板的定位问题等。

好消息是,中国作为全球最大的电动汽车市场,已经在国家层面明确提出将鼓励无线充电技术的发展。

据国家能源局监管总监李冶介绍,2019年国家能源局将会同相关部委督促车企深度参与充电运营服务,加强无线充电、智能充电等关键技术攻关,在重点领域开展充电设施与电网互动实验示范,并在装备研发上做好技术储备。

格鲁森表示,WiTricity正在和国内企业接洽,2019年在中国授权生产的设备生产商数量将“增加一至二倍”。在他看来,虽然特斯拉提出的电离层无线输电离我们还很远,但电动汽车无线充电已经可以听到商业化的脚步,真正的时点“可能只需要2?3年,到2020年或者2021年就可以看到曙光”。

我要评论
英大传媒集团《国家电网报》编辑中心制作维护
地址:北京市东城区北京站西街19号英大传媒大厦 邮政编码:100005
京ICP证090153号 京ICP备10029476号-20
广播电视节目制作经营许可证(广媒)字第173号
新出网证(京)字014号
京公网安备 110102000693(1)号 京公网安备11010102000820号
国网安备 641224729