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探路無(wú)線(xiàn)充電

發(fā)布時(shí)間:

2015-03-31


  2014年年底,“大功率無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)”項目首次進(jìn)入我國“863計劃”新能源汽車(chē)項目指南,電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)迎來(lái)重大發(fā)展機遇期。用無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)解決電動(dòng)汽車(chē)充電問(wèn)題,是一個(gè)面向未來(lái)的舉措。隨著(zhù)車(chē)聯(lián)網(wǎng)基礎設施逐步完善,無(wú)線(xiàn)充電系統可以實(shí)現與車(chē)聯(lián)網(wǎng)的無(wú)縫對接,將電動(dòng)汽車(chē)車(chē)輛鑒權、充電計費、電費支付等全部整合在一起。未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)充電有望像手機上網(wǎng)一樣便捷。

  充電≠加油

  當前,電動(dòng)汽車(chē)推廣正面臨著(zhù)一個(gè)“先有雞還是先有蛋”的發(fā)展困境:一方面,電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)保有量不足,充電設施建設因難以獲利而遇冷;另一方面,充電設施缺乏和分布不均,又降低了民眾對電動(dòng)汽車(chē)的購買(mǎi)熱情,電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)售市場(chǎng)難以打開(kāi)。

  之所以會(huì )陷入這種尷尬境地,是因為目前電動(dòng)汽車(chē)推廣思路深陷傳統燃油汽車(chē)發(fā)展的定式思維。為了保障燃油汽車(chē)的燃料補給,需要石油公司定點(diǎn)建設加油站,并配置大量加油機器和工作人員。按照同樣的思路,為了保證電動(dòng)汽車(chē)的續航能力,就需要建設大量的充電站、充電樁或換電站,配置足夠的持證工作人員來(lái)為電動(dòng)汽車(chē)充、換電。

  但是,這是最佳的電動(dòng)汽車(chē)電能補給方式嗎?汽油和柴油不是到處都有的東西,所以才需要定點(diǎn)建設加油站來(lái)為燃油汽車(chē)提供補給;但是現代社會(huì ),電能幾乎無(wú)處不在。既然如此,我們又何須動(dòng)用大量的資源來(lái)建設數量龐大的充換電站來(lái)為電動(dòng)汽車(chē)充電呢?

  不妨做個(gè)比喻,現代電網(wǎng)很像人體的血管系統,都有主干網(wǎng)絡(luò )與末梢網(wǎng)絡(luò )。在人體內,最終為各組織提供養料的,是分布在全身各處的毛細血管而非動(dòng)脈或靜脈等主干血管。同樣,直接為千家萬(wàn)戶(hù)提供電能的并非電網(wǎng)主干系統,而是為數眾多的配電線(xiàn)路?,F在,為了實(shí)現電動(dòng)汽車(chē)集中充換電,需要把電網(wǎng)的主干系統直接延伸到終端系統,這其實(shí)是完全不必要的,因為電網(wǎng)的終端配電線(xiàn)路完全可以滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)充電需求。

  日常生活中的車(chē)輛,尤其是私家車(chē),絕大部分時(shí)間處于停馳狀態(tài)。而現代社會(huì ),凡是停車(chē)的地方幾乎都有電網(wǎng)覆蓋。如果能夠突破定式思維,開(kāi)發(fā)完善的分布式充電系統,充分利用電動(dòng)汽車(chē)非運行時(shí)段對其進(jìn)行充電,將從根本上解決目前電動(dòng)汽車(chē)推廣的瓶頸問(wèn)題。

  無(wú)線(xiàn)充電:分布式能源補給

  建設電動(dòng)汽車(chē)分布式充電系統,無(wú)線(xiàn)充電方式無(wú)疑是最佳選擇。

  從建設成本角度考慮,無(wú)線(xiàn)充電系統相比于充換電站系統具有明顯優(yōu)勢。其一,建設充換電站需要大量占用土地,而無(wú)線(xiàn)充電系統可以在現有停車(chē)位上原地加裝,或埋于地下,或安置在車(chē)位旁的綠化帶里,基本不占用額外的土地資源;其二,無(wú)線(xiàn)充電系統造價(jià)更低,建設周期也大為縮短。利用現有技術(shù),安裝一套無(wú)線(xiàn)充電裝置的費用大概在3萬(wàn)元左右,普通消費大眾完全可以承受;安裝周期在30天左右,遠遠低于充換電站的建設周期。

  無(wú)線(xiàn)充電系統在運營(yíng)成本上也有較大幅度的降低。對于普通燃油汽車(chē),百公里耗油成本在60元以上,石油公司可以從這筆油費中抽出一部分作為加油站的運營(yíng)與管理費用;但是電動(dòng)汽車(chē)百公里耗電成本只有10~15元,扣除發(fā)電成本,再從這筆電費中擠出充換電站的運維費用幾乎是不可能的。所以哪怕有線(xiàn)充電系統建設成本降為零,它的運行也是不可持續的。而無(wú)線(xiàn)充電系統可以實(shí)現停車(chē)自動(dòng)充電,無(wú)需配備額外的工作人員進(jìn)行操作指導,運維成本大幅降低。

  從用戶(hù)體驗角度來(lái)說(shuō),無(wú)線(xiàn)充電系統更加便捷、安全、清潔。無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)取消了充電過(guò)程中的金屬介質(zhì),這是革命性的變化。借助智能操作系統,無(wú)線(xiàn)充電系統可以實(shí)現遠程遙控充電甚至自動(dòng)充電,為使用者帶來(lái)更加便捷的用戶(hù)體驗。另外,無(wú)線(xiàn)充電過(guò)程中沒(méi)有觸點(diǎn),沒(méi)有機械運動(dòng),沒(méi)有損失,在安全性與可靠性方面都有質(zhì)的提高。有線(xiàn)充電樁一般配置高壓線(xiàn)路,具有一定危險性。2014年,在臺風(fēng)高峰期,深圳市全市電動(dòng)汽車(chē)都不得不停馳,原因在于狂風(fēng)暴雨導致有線(xiàn)充電過(guò)程存在嚴重安全隱患。而無(wú)線(xiàn)充電系統對環(huán)境的耐受力非常強,雨水以及粉塵等對充電過(guò)程不會(huì )造成任何干擾。

  此外,無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的推廣有助于電動(dòng)汽車(chē)的輕量化,降低電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)成本。近10年來(lái),電池密度并沒(méi)有顯著(zhù)提升,為了保證電動(dòng)汽車(chē)的續航里程,需要安裝龐大的電池裝置,不僅擠占了汽車(chē)內部空間,也在一定程度上增加了電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)成本。如果無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)能夠實(shí)現大規模推廣應用,續航能力將不再是一個(gè)制約電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的決定性因素,降低電池容量與體積將成為可能。

  與車(chē)聯(lián)網(wǎng)無(wú)縫對接

  無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)在諸如手機等小型電器上的應用已經(jīng)有一段時(shí)間,當前的技術(shù)研發(fā)也主要集中于小型電器領(lǐng)域,在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的應用尚處于初始階段。原因在于無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)商用化的技術(shù)壁壘非常高,主要需要解決充電功率、充電效率和充電距離三方面問(wèn)題。

  研究顯示,目前電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電的整體效率可達90%。大功率無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)主要有電磁感應、磁共振和微波三種模式,當前比較成熟的技術(shù)是采用電磁感應模式。目前,全球范圍內能夠提供完整的商用電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電解決方案的只有少數幾家公司,包括中國中興通訊公司、德國Conductix Wampfer公司、美國Qualcomm公司與Evatran公司等。早在2014年1月份,英國交通運輸部就宣布試運營(yíng)全球首條采用無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的電動(dòng)公交大巴路線(xiàn)。在我國,第一條無(wú)線(xiàn)充電公交商用示范線(xiàn)也已于2014年9月份在湖北襄陽(yáng)誕生。如果這些示范項目能夠長(cháng)時(shí)間成功運行,將極大地推動(dòng)未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電模式的普及。而無(wú)線(xiàn)充電作為一個(gè)新的發(fā)展方向,或許可以提供一種分布式充電系統的跨界探索,為推廣電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展提供新動(dòng)力。

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