Разработването на превозни средства с нова енергия е в разгара си и въпросът за попълването на енергията също се превърна в един от проблемите, на които индустрията е обърнала пълно внимание. Докато всички обсъждат предимствата на презареждането и смяната на батерии, има ли „План В“ за зареждане на превозни средства с нова енергия?
Вероятно повлияно от безжичното зареждане на смартфони, безжичното зареждане на автомобили също се е превърнало в една от технологиите, които инженерите са преодолели. Според съобщения в медиите, неотдавна технологията за безжично зареждане на автомобили е претърпяла революционни изследвания. Екип за изследвания и разработки твърди, че безжичната зарядна подложка може да предава енергия към автомобила с изходна мощност от 100 kW, което може да увеличи състоянието на зареждане на батерията с 50% в рамките на 20 минути.
Разбира се, технологията за безжично зареждане на автомобили не е нова. С появата на превозните средства с нова енергия, различни сили отдавна проучват безжичното зареждане, включително BBA, Volvo и различни местни автомобилни компании.
Като цяло, технологията за безжично зареждане на автомобили все още е в ранен етап на развитие и много местни власти също се възползват от тази възможност, за да проучат по-големи възможности за бъдещ транспорт. Поради фактори като цена, мощност и инфраструктура обаче, технологията за безжично зареждане на автомобили е комерсиализирана в голям мащаб. Все още има много трудности, които трябва да бъдат преодолени. Новата история за безжичното зареждане в автомобилите все още не е лесна за разказване.
Както всички знаем, безжичното зареждане не е нищо ново в индустрията за мобилни телефони. Безжичното зареждане за автомобили не е толкова популярно, колкото зареждането за мобилни телефони, но вече е привлякло много компании, които желаят тази технология.
Като цяло има четири основни метода за безжично зареждане: електромагнитна индукция, резонанс на магнитно поле, свързване на електрическо поле и радиовълни. Сред тях мобилните телефони и електрическите превозни средства използват главно електромагнитна индукция и резонанс на магнитно поле.
Сред тях, безжичното зареждане с електромагнитна индукция използва принципа на електромагнитната индукция на електромагнетизма и магнетизма за генериране на електричество. То има висока ефективност на зареждане, но ефективното разстояние на зареждане е кратко и изискванията за местоположението на зареждане също са строги. Сравнително казано, безжичното зареждане с магнитен резонанс има по-ниски изисквания за местоположение и по-голямо разстояние на зареждане, което може да поддържа от няколко сантиметра до няколко метра, но ефективността на зареждане е малко по-ниска от първото.
Поради това, в ранните етапи на проучване на технологията за безжично зареждане, автомобилните компании предпочитаха технологията за безжично зареждане с електромагнитна индукция. Представителни компании включват BMW, Daimler и други автомобилни компании. Оттогава технологията за безжично зареждане с магнитен резонанс постепенно се популяризира, представена от доставчици на системи като Qualcomm и WiTricity.
Още през юли 2014 г. BMW и Daimler (сега Mercedes-Benz) обявиха споразумение за сътрудничество за съвместно разработване на технология за безжично зареждане на електрически превозни средства. През 2018 г. BMW започна производството на система за безжично зареждане и я направи опционално устройство за plug-in хибридния модел 5 Series. Номиналната ѝ мощност на зареждане е 3,2 kW, ефективността на преобразуване на енергията достига 85% и може да се зареди напълно за 3,5 часа.
През 2021 г. Volvo ще използва изцяло електрическото такси XC40, за да започне експерименти с безжично зареждане в Швеция. Volvo е създала множество тестови зони в градския Гьотеборг, Швеция. Зареждащите се превозни средства трябва само да паркират на вградените в пътя безжични зарядни устройства, за да стартират автоматично функцията за зареждане. Volvo заяви, че мощността на безжично зареждане може да достигне 40 kW и може да измине 100 километра за 30 минути.
В областта на безжичното зареждане на автомобили, моята страна винаги е била начело на индустрията. През 2015 г. Институтът за изследване на електроенергията в Гуанси към Китайската южна енергийна мрежа построи първата тестова линия за безжично зареждане на електрически превозни средства. През 2018 г. SAIC Roewe пусна на пазара първия изцяло електрически модел с безжично зареждане. През 2020 г. FAW Hongqi пусна на пазара Hongqi E-HS9, който поддържа технология за безжично зареждане. През март 2023 г. SAIC Zhiji официално пусна на пазара първото си интелигентно безжично решение за зареждане на превозни средства с мощност 11 kW.
А Tesla е и един от изследователите в областта на безжичното зареждане. През юни 2023 г. Tesla похарчи 76 милиона щатски долара, за да придобие Wiferion и го преименува на Tesla Engineering Germany GmbH, планирайки да използва безжичното зареждане на ниска цена. Преди това главният изпълнителен директор на Tesla Мъск имаше негативно отношение към безжичното зареждане и го критикуваше като „нискоенергийно и неефективно“. Сега той го нарича обещаващо бъдеще.
Разбира се, много автомобилни компании като Toyota, Honda, Nissan и General Motors също разработват технология за безжично зареждане.
Въпреки че много страни са провеждали дългосрочни проучвания в областта на безжичното зареждане, технологията за безжично зареждане на автомобили все още е далеч от реалност. Ключовият фактор, ограничаващ нейното развитие, е мощността. Вземете за пример Hongqi E-HS9. Технологията за безжично зареждане, с която е оборудван, има максимална изходна мощност от 10 kW, което е само малко по-високо от мощността от 7 kW на бавнозарядната станция. Някои модели могат да постигнат само мощност на системно зареждане от 3,2 kW. С други думи, няма никакво удобство с такава ефективност на зареждане.
Разбира се, ако мощността на безжичното зареждане се подобри, може би ще е друга история. Например, както е посочено в началото на статията, екип за научноизследователска и развойна дейност е постигнал изходна мощност от 100 kW, което означава, че ако може да се постигне такава изходна мощност, превозното средство теоретично може да бъде напълно заредено за около час. Въпреки че все още е трудно да се сравни със супер зареждането, то все още е нов избор за попълване на енергия.
От гледна точка на сценариите на употреба, най-голямото предимство на технологията за безжично зареждане на автомобили е намаляването на ръчните стъпки. В сравнение с кабелното зареждане, собствениците на автомобили трябва да извършват поредица от операции, като например паркиране, слизане от колата, вземане на устройството, включване и зареждане и др. Когато се сблъскват с проблеми със зареждането от трети страни, те трябва да попълват различна информация, което е сравнително тромав процес.
Сценарият за безжично зареждане е много прост. След като водачът паркира автомобила, устройството автоматично го разпознава и след това го зарежда безжично. След като автомобилът е напълно зареден, той потегля директно и собственикът не е необходимо да извършва никакви допълнителни операции. От гледна точка на потребителското изживяване, това ще даде на хората усещане за лукс, когато използват електрически превозни средства.
Защо безжичното зареждане на автомобили привлича толкова много внимание от страна на предприятията и доставчиците? От гледна точка на развитието, настъпването на ерата на безжичното зареждане може да е и време за голямо развитие на технологията за безжично зареждане. За да бъдат автомобилите наистина без шофьор, те се нуждаят от безжично зареждане, за да се отърват от оковите на кабелите за зареждане.
Поради това много доставчици на зарядни устройства са много оптимистични относно перспективите за развитие на технологията за безжично зареждане. Германският гигант Siemens прогнозира, че пазарът на безжично зареждане за електрически превозни средства в Европа и Северна Америка ще достигне 2 милиарда щатски долара до 2028 г. За тази цел, още през юни 2022 г., Siemens инвестира 25 милиона щатски долара, за да придобие миноритарен дял в доставчика на безжично зареждане WiTricity, за да насърчи технологичните изследвания и разработки на системи за безжично зареждане.
Siemens вярва, че безжичното зареждане на електрически превозни средства ще стане масово в бъдеще. Освен че прави зареждането по-удобно, безжичното зареждане е и едно от необходимите условия за реализиране на автономно шофиране. Ако наистина искаме да пуснем в продажба самоуправляващи се автомобили в голям мащаб, технологията за безжично зареждане е незаменима. Това е важна стъпка в света на автономното шофиране.
Разбира се, перспективите са големи, но реалността е грозна. В момента методите за зареждане с енергия на електрическите превозни средства стават все по-разнообразни, а перспективата за безжично зареждане е силно очаквана. От настояща гледна точка обаче технологията за безжично зареждане на автомобили все още е в етап на тестване и е изправена пред много проблеми, като висока цена, бавно зареждане, непоследователни стандарти и бавен напредък в комерсиализацията.
Проблемът с ефективността на зареждането е една от пречките. Например, обсъдихме въпроса за ефективността в гореспоменатия Hongqi E-HS9. Ниската ефективност на безжичното зареждане е критикувана. В момента ефективността на безжичното зареждане на електрически превозни средства е по-ниска от тази на кабелното зареждане поради загуба на енергия по време на безжичното предаване.
От гледна точка на разходите, безжичното зареждане на автомобили трябва да бъде допълнително намалено. Безжичното зареждане има високи изисквания към инфраструктурата. Зарядните компоненти обикновено се полагат на земята, което ще включва модификация на терена и други проблеми. Цената на строителството неизбежно ще бъде по-висока от цената на обикновените зарядни стълбове. Освен това, в ранния етап на насърчаване на технологията за безжично зареждане, индустриалната верига е незряла и цената на свързаните с нея части ще бъде висока, дори няколко пъти по-висока от цената на битовите AC зарядни стълбове със същата мощност.
Например, британският автобусен оператор FirstBus обмисля използването на технология за безжично зареждане в процеса на насърчаване на електрификацията на своя автопарк. След проверка обаче се установява, че всеки доставчик на наземни зарядни панели е посочил цена от 70 000 паунда. Освен това, разходите за изграждане на пътища за безжично зареждане също са високи. Например, цената за изграждане на 1,6-километров път за безжично зареждане в Швеция е приблизително 12,5 милиона щатски долара.
Разбира се, проблемите с безопасността също могат да бъдат един от проблемите, ограничаващи технологията за безжично зареждане. От гледна точка на въздействието ѝ върху човешкото тяло, безжичното зареждане не е голям проблем. „Временните разпоредби за управление на радиото на безжично зарядно (преносно) оборудване (Проект за коментари)“, публикувани от Министерството на промишлеността и информационните технологии, посочват, че спектърът от 19-21kHz и 79-90kHz е изключително за безжично зареждане на автомобили. Съответните изследвания показват, че само когато мощността на зареждане надвишава 20kW и човешкото тяло е в близък контакт със зарядната база, това може да окаже известно въздействие върху тялото. Това обаче изисква всички страни да продължат да популяризират безопасността, преди тя да може да бъде разпозната от потребителите.
Без значение колко практична е технологията за безжично зареждане на автомобили и колко удобни са сценариите за употреба, все още има дълъг път, преди тя да може да бъде комерсиализирана в голям мащаб. Излизайки от лабораторията и прилагайки я в реалния живот, пътят към безжичното зареждане на автомобили е дълъг и труден.
Докато всички страни усилено проучват технологията за безжично зареждане на автомобили, тихомълком се появи и концепцията за „роботи за зареждане“. Проблемите, които трябва да бъдат решени чрез безжично зареждане, са въпросът за удобството на зареждане от страна на потребителите, което ще допълни концепцията за шофиране без шофьор в бъдеще. Но има повече от един път до Рим.
Следователно, „роботите за зареждане“ също започнаха да се превръщат в допълнение към интелигентния процес на зареждане на автомобили. Неотдавна, новата експериментална база за енергийна система на Националната демонстрационна зона за зелено развитие в подцентралното строителство в Пекин пусна напълно автоматичен робот за зареждане на автобуси, който може да зарежда електрически автобуси.
След като електрическият автобус влезе в зарядната станция, системата за зрение улавя информация за пристигането на превозното средство и системата за фоново диспечерско управление незабавно издава задача за зареждане на робота. С помощта на системата за намиране на пътя и механизма за ходене, роботът автоматично се придвижва до зарядната станция и автоматично хваща зарядния пистолет, използвайки технология за визуално позициониране, за да идентифицира местоположението на порта за зареждане на електрическото превозно средство и да извърши автоматични операции по зареждане.
Разбира се, автомобилните компании също започват да виждат предимствата на „роботите за зареждане“. На автомобилното изложение в Шанхай през 2023 г. Lotus представи робот за бързо зареждане. Когато автомобилът трябва да се зареди, роботът може да удължи механичното си рамо и автоматично да постави зарядния пистолет в отвора за зареждане на автомобила. След зареждане, той може също така сам да извади пистолета, завършвайки целия процес от стартиране до зареждане на автомобила.
За разлика от това, роботите за зареждане не само предлагат удобството на безжичното зареждане, но могат и да решат проблема с ограничението на мощността. Потребителите могат да се насладят на удоволствието от презареждането, без да излизат от колата. Разбира се, роботите за зареждане ще включват и разходи и интелигентни решения, като например позициониране и избягване на препятствия.
Резюме: Въпросът за попълване на енергията за превозни средства с нова енергия винаги е бил проблем, на който всички страни в индустрията отдават голямо значение. В момента решението за презареждане и решението за подмяна на батерии са двете най-масови решения. Теоретично, тези две решения са достатъчни, за да задоволят до известна степен нуждите на потребителите от попълване на енергия. Разбира се, нещата винаги се движат напред. Може би с настъпването на ерата на безпилотните автомобили, безжичното зареждане и зарядните роботи може да доведат до нови възможности.
Време на публикуване: 13 април 2024 г.