近日,特斯拉收購了德國無線充電技術公司Wiferion,并將其更名為Tesla Engineering Germany GmbH。而此前,特斯拉首席執行官馬斯克對無線充電持否定態度,并稱無線充電“低能低效”,但現在卻又稱其前景廣闊。事實上,豐田、寶馬、一汽紅旗、上汽智己等企業早已涉足汽車無線充電技術,并已經取得了一定的成果。新能源汽車無線充電的革命會到來嗎?無線充電離我們還有多遠?前景如何?阻礙又在哪里?
夢想正在走近現實
??日前,法國鋪設了一段長2公里的電動汽車無線充電道路,瑞典也在計劃推進這一實驗,由此,車輛只需正常行駛就可以實現邊走邊充電。在中國,中國一汽在其創新基地內建成一個高功率動態無線充電道路系統,可為行駛中的電動汽車實時充電;即將于年底通車的杭紹甬智慧高速公路上,部分路段也鋪設了無線充電道路設施。而早在2022年1月,我國在成都就開通了首條無線充電公交線路1058路。
??“從形態上看,電動汽車無線充電分為靜態充電和動態充電,與停車充電不同的是,邊走邊充就屬于動態充電。”華南理工大學電力學院教授張波向記者介紹,事實上,電動汽車無線充電并非新技術,目前已經逐漸走向成熟。相比充電樁有線充電,無線充電最突出的優勢是方便,可以有效破解“一樁難求”的困局。而動態無線充電技術一旦普及,車輛可以實現邊行駛邊充電,將徹底解決“里程焦慮”問題。同時,基于動態無線充電的特性,電動汽車無須配備大容量電池,使用小容量電池即可,這樣電池成本大幅降低,也能拉低整車售價,有利于電動汽車的市場普及。
??正因如此,一些企業早已“聞風而動”。2014年,寶馬與戴姆勒簽署合作協議,共同研發電動汽車無線充電技術。2018年,寶馬推出首款具備無線充電功能的量產車型。其后,大眾、沃爾沃、現代、本田、日產、豐田、通用等汽車企業紛紛入局開發無線充電技術。日本也計劃到2025年落地動態充電實用技術,瑞典甚至計劃到2030年,實現全國約90%的公路和城市街道覆蓋動態無線充電設施。
??此次,特斯拉收購Wiferion花費了7600萬美元(1美元約合人民幣7.29元),計劃借此能以低成本方式撬動無線充電。2022年,Wiferion與美國初創企業WiTricity達成了感應充電技術全球授權許可協議,Wiferion得以進入北美市場。而WiTricity一直向汽車制造商推銷無線充電理念,把汽車感應充電作為售后解決方案進行銷售。前不久,WiTricity宣布推出面向汽車制造商的Fast-Track集成計劃,可在較快時間內完成電動汽車整車的無線充電系統上車。WiTricity大中華區總經理孫立在接受《中國汽車報》記者采訪時表示,電動汽車無線充電或將是行業下一個重要的風口。
仍有瓶頸亟待打破
??日漸升溫的電動汽車無線充電,仍有瓶頸待突破。
??“現有的無線充電方式大致分為三種。”中科院電工所研究員王麗芳在接受《中國汽車報》記者采訪時表示,分別是磁感應、電磁波、磁共振方式。這些技術的優缺點也很明顯。其中,磁感應是收發線圈對接充電方式,這與智能手機無線充電原理相同。但由于兩個線圈必須近距離接觸,因此不適合給電動汽車充電。因為每款電動車型的底盤結構不同,稍有不慎不僅會損壞電池,還會損壞車身。電磁波方式也有較為明顯的缺點。傳輸效率停留在10%至50%的水平,為了滿足充電性能,需要比有線充電器使用更多的電,容易造成電力浪費。目前已經開始應用較多的是磁共振方式。這種方式一般是用地下的磁性體襯墊,向內置在車輛上的無線充電裝置發送共振頻率,并以此為電池充電。這種方式即使在稍遠的距離也能驅動充電,只要收發頻率相同,即使10米之外也能充電,所以,邊走邊充的動態充電也是使用這種方式充電。
??哈爾濱工業大學電氣工程學院教授朱春波認為,現階段商業化應用的充電效率還有待提高,目前電動汽車無線充電的效率要比有線充電效率低,原因在于無線傳輸過程中存在能量損失。以2023年上市的捷尼賽思GV60為例,其電池能量為76.4kWh,采用功率為11kW的無線充電系統,充滿電需要近8小時,與快充無法相比,基本上相當于家用慢充樁的水平。另外就是成本相對較高。無線充電設施一般鋪設在地面,但需要埋電線,如果是在新建建筑或路面中安裝還好,但如果是需要改造現有建筑或路面,那成本就比充電樁高很多。“由于汽車無線充電產業尚處于發展初期,上下游產業鏈還不成熟,導致無線充電設施的成本和售價都比較高,在同等功率下是家用交流充電樁價格的數倍。”他說。再有就是安全性普及問題。無線充電的工作原理是靠電磁波來傳遞能量,相關標準均屬于推薦標準而非強制性標準。因此,加快完善國家強制標準,同時及時透明向消費者普及相關知識,對于贏得消費者信任和無線充電的推廣應用至關重要。
??國家無線電監測中心檢測中心副主任陶洪波強調了無線充電的無害性,他說,在專業的電波暗室里測試的無線充電器,無線充電設備的頻率主要為低頻,從無線電波傳輸的特性和量級上看,對人體幾乎是沒有危害的。電動汽車無線充電是通過電磁感應來完成充電的,并且只在非常短的距離內有效,電磁輻射范圍非常有限,不會造成大的危害。
前景廣闊?普遍看好
??中國充電聯盟最新披露的數據顯示,截至2023年7月末,聯盟成員單位總計上報公共充電樁221.1萬臺,近1年來月均新增公共充電樁約5.3萬臺。但是,面對數量數倍于充電設施的新能源汽車,再加上布局不合理,現有充電基礎設施仍然捉襟見肘。
??“這正是汽車無線充電可以大有作為的天地。”王麗芳表示,在電動汽車無線充電領域,我國一直走在行業前列。2015年,南方電網廣西電力科學研究院率先建成國內第一條電動汽車無線充電測試車道。2018年,上汽榮威推出首輛實現無線充電的純電動車型。一汽紅旗在2020年推出了支持無線充電技術的紅旗E-HS9,上汽智己于今年3月正式落地旗下首個11kW大功率整車智能無線充電方案。
??“政策的支持也是無線充電迅速升溫的基礎。”朱春波表示。2022年,國家發改委等多部門出臺《關于進一步提升電動汽車充電基礎設施服務保障能力的實施意見》,其中明確提出要加強和推進無線充電等新型充電技術研發。今年5月,工信部發布首部無線充電領域的規范性文件《無線充電(電力傳輸)設備無線電管理暫行規定》。今年6月,國務院發布《關于進一步構建高質量充電基礎設施體系的指導意見》,提出加強包括無線充電在內的新型充電技術研發。在我國政府高度重視下,汽車無線充電技術未來發展面臨更多機遇和利好。
??不僅如此,從產業到市場,無線充電正在呈現蓬勃發展之勢。張波向記者分享了一組數據,調查顯示,96%的受訪者對汽車無線充電感興趣,70%的受訪者表示更有意愿購買帶無線充電功能的電動汽車。據預測,全球電動汽車無線充電市場規模將從2020年的1600萬美元(1美元約合人民幣7.29元)增至2027年的2.34億美元,年復合增長率將達46.8%。電動汽車無線充電市場的未來是一片藍海。