Utviklingen av nye energibiler er i full gang, og spørsmålet om energipåfylling har også blitt et av temaene som bransjen har viet full oppmerksomhet. Mens alle debatterer fordelene med overlading og batteribytte, finnes det en "Plan C" for lading av nye energibiler?
Trådløs lading av biler har kanskje blitt en av teknologiene ingeniører har overvunnet, kanskje påvirket av trådløs lading av smarttelefoner. Ifølge medieoppslag har trådløs ladeteknologi for biler for nylig fått banebrytende forskning. Et forsknings- og utviklingsteam hevdet at den trådløse ladeputen kan overføre strøm til bilen med en utgangseffekt på 100 kW, noe som kan øke batteriets ladestatus med 50 % på 20 minutter.
Trådløs ladeteknologi for biler er selvsagt ikke en ny teknologi. Med fremveksten av nye energibiler har ulike aktører, inkludert BBA, Volvo og diverse innenlandske bilprodusenter, utforsket trådløs lading i lang tid.
Totalt sett er trådløs ladeteknologi for biler fortsatt i en tidlig fase, og mange lokale myndigheter benytter også denne muligheten til å utforske større muligheter for fremtidig transport. På grunn av faktorer som kostnader, strømforbruk og infrastruktur har imidlertid trådløs ladeteknologi for biler blitt kommersialisert i stor skala. Det er mange vanskeligheter som fortsatt må overvinnes. Den nye historien om trådløs lading i biler er ikke lett å fortelle ennå.
Som vi alle vet, er trådløs lading ikke noe nytt i mobiltelefonbransjen. Trådløs lading for biler er ikke like populært som lading for mobiltelefoner, men det har allerede tiltrukket seg mange selskaper til å begjære denne teknologien.
Totalt sett finnes det fire vanlige trådløse lademetoder: elektromagnetisk induksjon, magnetfeltresonans, elektrisk feltkobling og radiobølger. Blant disse bruker mobiltelefoner og elektriske kjøretøy hovedsakelig elektromagnetisk induksjon og magnetfeltresonans.
Blant annet bruker elektromagnetisk induksjons trådløs lading prinsippet om elektromagnetisme og magnetisme for å generere elektrisitet. Den har høy ladeeffektivitet, men den effektive ladeavstanden er kort og kravene til ladested er også strenge. Relativt sett har trådløs magnetisk resonanslading lavere plasseringskrav og en lengre ladeavstand, som kan støtte noen få centimeter til flere meter, men ladeeffektiviteten er litt lavere enn den førstnevnte.
Derfor foretrakk bilprodusenter elektromagnetisk induksjons trådløs ladeteknologi i de tidlige stadiene av utforskningen av trådløs ladeteknologi. Representative selskaper inkluderer BMW, Daimler og andre bilprodusenter. Siden den gang har trådløs ladeteknologi for magnetisk resonans gradvis blitt promotert, representert av systemleverandører som Qualcomm og WiTricity.
Allerede i juli 2014 annonserte BMW og Daimler (nå Mercedes-Benz) en samarbeidsavtale for å i fellesskap utvikle trådløs ladeteknologi for elbiler. I 2018 begynte BMW å produsere et trådløst ladesystem og gjorde det til en valgfri enhet for 5-serien plug-in hybrid-modell. Den nominelle ladeeffekten er 3,2 kW, energiomformingseffektiviteten når 85 %, og den kan lades helt opp på 3,5 timer.
I 2021 vil Volvo bruke den ren elektriske taxien XC40 til å starte trådløse ladeeksperimenter i Sverige. Volvo har spesielt satt opp flere testområder i byene i Gøteborg i Sverige. Ladebiler trenger bare å parkere på de trådløse ladeenhetene som er innebygd i veien for å starte ladefunksjonen automatisk. Volvo sa at den trådløse ladeeffekten kan nå 40 kW, og at den kan kjøre 100 kilometer på 30 minutter.
Innen trådløs lading av biler har landet mitt alltid vært i forkant av bransjen. I 2015 bygde China Southern Power Grid Guangxi Electric Power Research Institute den første testbanen for trådløs lading av elbiler i hjemmet. I 2018 lanserte SAIC Roewe den første rent elektriske modellen med trådløs lading. FAW Hongqi lanserte Hongqi E-HS9 som støtter trådløs ladeteknologi i 2020. I mars 2023 lanserte SAIC Zhiji offisielt sin første intelligente trådløse ladeløsning for kjøretøy på 11 kW med høy effekt.
Tesla er også en av oppdagelsesreisende innen trådløs lading. I juni 2023 brukte Tesla 76 millioner dollar på å kjøpe opp Wiferion og omdøpte selskapet til Tesla Engineering Germany GmbH, med planer om å utnytte trådløs lading til en lav kostnad. Tidligere hadde Teslas administrerende direktør Musk en negativ holdning til trådløs lading og kritiserte trådløs lading som «lavenergi og ineffektiv». Nå kaller han det en lovende fremtid.
Selvfølgelig utvikler mange bilprodusenter som Toyota, Honda, Nissan og General Motors også trådløs ladeteknologi.
Selv om mange har forsket lenge på trådløs lading, er trådløs ladeteknologi for biler fortsatt langt fra å bli virkelighet. Den viktigste faktoren som begrenser utviklingen er strøm. Ta Hongqi E-HS9 som et eksempel. Den trådløse ladeteknologien den er utstyrt med har en maksimal utgangseffekt på 10 kW, som bare er litt høyere enn 7 kW-effekten til den langsomme ladestaben. Noen modeller kan bare oppnå en systemladeeffekt på 3,2 kW. Med andre ord er det ingen bekvemmelighet i det hele tatt med en slik ladeeffektivitet.
Hvis kraften til trådløs lading forbedres, kan det selvsagt være en annen historie. For eksempel, som nevnt i begynnelsen av artikkelen, har et forsknings- og utviklingsteam oppnådd en utgangseffekt på 100 kW, noe som betyr at hvis en slik utgangseffekt kan oppnås, kan kjøretøyet teoretisk sett lades helt opp på omtrent en time. Selv om det fortsatt er vanskelig å sammenligne med superlading, er det fortsatt et nytt valg for energipåfylling.
Fra et bruksperspektiv er den største fordelen med trådløs ladeteknologi for biler reduksjonen av manuelle trinn. Sammenlignet med kablet lading må bileiere utføre en rekke operasjoner som å parkere, gå av bilen, plukke opp laderen, koble til og lade, osv. Når de står overfor tredjeparts ladestabler, må de fylle ut forskjellig informasjon, noe som er en relativt tungvint prosess.
Det trådløse ladescenarioet er veldig enkelt. Etter at føreren har parkert kjøretøyet, registrerer enheten det automatisk og lader det deretter trådløst. Etter at kjøretøyet er fulladet, kjører det direkte av gårde, og eieren trenger ikke å utføre flere operasjoner. Fra et brukeropplevelsesperspektiv vil det også gi folk en følelse av luksus når de bruker elbiler.
Hvorfor tiltrekker trådløs lading av biler seg så mye oppmerksomhet fra bedrifter og leverandører? Fra et utviklingsperspektiv kan ankomsten av den førerløse æraen også være en tid for stor utvikling av trådløs ladeteknologi. For at biler virkelig skal være førerløse, trenger de trådløs lading for å bli kvitt lenkene med ladekabler.
Derfor er mange ladeleverandører svært optimistiske med tanke på utviklingsutsiktene for trådløs ladeteknologi. Den tyske giganten Siemens spår at markedet for trådløs lade for elbiler i Europa og Nord-Amerika vil nå 2 milliarder amerikanske dollar innen 2028. For å oppnå dette investerte Siemens allerede i juni 2022 25 millioner amerikanske dollar for å få en minoritetsandel i leverandøren av trådløs ladeteknologi, WiTricity, for å fremme teknologiforskning og utvikling av trådløse ladesystemer.
Siemens tror at trådløs lading av elbiler vil bli vanlig i fremtiden. I tillegg til å gjøre lading mer praktisk, er trådløs lading også en av de nødvendige forutsetningene for å realisere autonom kjøring. Hvis vi virkelig ønsker å lansere selvkjørende biler i stor skala, er trådløs ladeteknologi uunnværlig. Dette er et viktig skritt inn i verdenen av autonom kjøring.
Selvfølgelig er utsiktene store, men virkeligheten er stygg. For tiden blir energipåfyllingsmetodene for elbiler mer og mer mangfoldige, og utsiktene til trådløs lading er svært etterlengtede. Fra dagens synspunkt er imidlertid trådløs ladeteknologi for biler fortsatt i testfasen og står overfor mange problemer, som høye kostnader, langsom lading, inkonsekvente standarder og langsom kommersialiseringsfremgang.
Problemet med ladeeffektivitet er en av hindringene. For eksempel diskuterte vi effektivitetsspørsmålet i den nevnte Hongqi E-HS9. Den lave effektiviteten til trådløs lading har blitt kritisert. For tiden er effektiviteten til trådløs lading av elbiler lavere enn for kablet lading på grunn av energitap under trådløs overføring.
Fra et kostnadsperspektiv må trådløs lading av biler reduseres ytterligere. Trådløs lading har høye krav til infrastruktur. Ladekomponenter legges vanligvis på bakken, noe som vil medføre modifikasjoner på bakken og andre problemer. Byggekostnadene vil uunngåelig være høyere enn kostnaden for vanlige ladestabler. I tillegg er industrikjeden umoden i den tidlige fasen av markedsføringen av trådløs ladeteknologi, og kostnaden for relaterte deler vil være høy, til og med flere ganger prisen for AC-ladestabler for husholdninger med samme effekt.
For eksempel har den britiske bussoperatøren FirstBus vurdert å bruke trådløs ladeteknologi i prosessen med å fremme elektrifiseringen av flåten sin. Etter inspeksjon ble det imidlertid funnet at hver leverandør av bakkeladepaneler ga et pristilbud på 70 000 pund. I tillegg er byggekostnadene for trådløse ladeveier også høye. For eksempel er kostnaden for å bygge en 1,6 kilometer lang trådløs ladevei i Sverige omtrent 12,5 millioner amerikanske dollar.
Sikkerhetsproblemer kan selvsagt også være et av problemene som begrenser trådløs ladeteknologi. Fra et perspektiv på dens innvirkning på menneskekroppen er trådløs lading ikke en stor sak. «Midlertidige forskrifter om radiohåndtering av trådløst ladeutstyr (kraftoverføring) (utkast til kommentarer)» publisert av Departementet for industri og informasjonsteknologi slår fast at spekteret 19–21 kHz og 79–90 kHz er eksklusivt for trådløs lading av biler. Relevant forskning viser at bare når ladeeffekten overstiger 20 kW og menneskekroppen er i nær kontakt med ladebasen, kan det ha en viss innvirkning på kroppen. Dette krever imidlertid også at alle parter fortsetter å popularisere sikkerhet før det kan bli anerkjent av forbrukerne.
Uansett hvor praktisk teknologien for trådløs lading av biler er og hvor praktiske bruksscenariene er, er det fortsatt en lang vei å gå før den kan kommersialiseres i stor skala. Veien til trådløs lading av biler er lang og vanskelig, etter å ha gått ut av laboratoriet og implementert den i det virkelige liv.
Mens alle parter utforsker kraftig trådløs ladeteknologi for biler, har konseptet med «laderoboter» også stille dukket opp. Smertepunktene som skal løses med trådløs lading representerer problemet med brukervennlighet, noe som vil utfylle konseptet med førerløs kjøring i fremtiden. Men det er mer enn én vei til Roma.
Derfor har «laderoboter» også begynt å bli et supplement i den intelligente ladeprosessen for biler. For ikke lenge siden lanserte Beijing Sub-Central Construction National Green Development Demonstration Zone sin nye eksperimentelle kraftsystembase en helautomatisk bussladerobot som kan lade elektriske busser.
Etter at elbussen kjører inn i ladestasjonen, fanger visjonssystemet opp kjøretøyets ankomstinformasjon, og bakgrunnsforsendelsessystemet sender umiddelbart en ladeoppgave til roboten. Ved hjelp av veifinningssystemet og gangmekanismen kjører roboten automatisk til ladestasjonen og griper automatisk ladepistolen. Ved hjelp av visuell posisjoneringsteknologi identifiserer robotens plassering av ladeporten til elbilen og utfører automatiske ladeoperasjoner.
Selvfølgelig begynner også bilprodusenter å se fordelene med «laderoboter». På Shanghai Auto Show i 2023 lanserte Lotus en blitzladerobot. Når kjøretøyet må lades, kan roboten strekke ut sin mekaniske arm og automatisk sette ladepistolen inn i kjøretøyets ladehull. Etter lading kan den også trekke ut ladepistolen på egenhånd, og dermed fullføre hele prosessen fra start til lading av kjøretøyet.
Laderoboter har derimot ikke bare bekvemmeligheten av trådløs lading, men kan også løse problemet med strømbegrensning ved trådløs lading. Brukere kan også nyte gleden av å overlade uten å gå ut av bilen. Laderoboter vil selvfølgelig også innebære kostnader og intelligente problemstillinger som posisjonering og hindringsunngåelse.
Sammendrag: Spørsmålet om energipåfylling for nye energikjøretøy har alltid vært et problem som alle parter i bransjen legger stor vekt på. For tiden er overladingsløsningen og batteribytteløsningen de to mest vanlige løsningene. Teoretisk sett er disse to løsningene tilstrekkelige til å dekke brukernes behov for energipåfylling til en viss grad. Selvfølgelig går ting alltid fremover. Kanskje med fremveksten av den førerløse æraen kan trådløs lading og laderoboter innlede nye muligheter.
Publisert: 13. april 2024