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    我國走在電動汽車無線充電標準最前沿

    發布時間:2022-04-13

    最近,獲得新一輪融資的創業公司縱目科技,其最新發展情況也隨之公布。值得一提的是,這家專注于自動駕駛發展的企業,還自主研發了1~3kW無線充電系統、11kW電動汽車無線充電系統,可實現即停即充功能。據稱,前者主要應用于無人配送車、無人零售車和工廠AGV等場景;后者主要應用于新能源乘用車,提供泊車之后的無線充電服務。2021年6月,縱目科技無線充電業務已正式落地重慶北碚區。

    在國際市場上,3月初,沃爾沃宣布,正在與合作伙伴共同研發一種新型無線充電技術,并在城市道路進行集成和測試。根據“哥德堡綠色城區”戰略計劃,瑞典哥德堡市區專門設置了為可持續技術研發活動的多個現場試驗區,無線充電技術的研發與應用便是測試內容之一。充電車輛只需停在嵌入道路中的無線充電裝置上,即可自動啟動充電功能,駕駛員無需下車,操作方便快捷。

    無線充電技術應用向前推進

    統計數據顯示,截至2021年底,我國公共充電樁共有114.7萬臺(直流快充樁47萬臺,交流充電樁67.7萬臺),若加上私人充電樁,總量達到261萬臺。然而,充電不便捷依然困擾著相當多的電動汽車用戶。無線充電正是在這個行業背景下,涌現出的一種解決思路。

    無線充電最早可以追溯到我國推廣新能源汽車的初期階段。2014年10月,中興通訊在成都“西博會”上展示了與蜀都客車攜手研發的全球首款無線充電微循環電動客車。

    而行業一直沒有停下對無線充電的追求腳步。去年5月,華為公開了一項名叫“一種無線充電車位泊車推薦方法及系統”的專利。專利摘要顯示,本申請可被應用于智能汽車、新能源汽車、自動駕駛汽車等;車輛進入停車場時上報本車信息,停車場服務器將車輛信息與預先存儲的無線充電車位信息對比匹配,綜合判斷當前是否存在可用充電車位。其后,吉利汽車一項無線充電專利獲得批準,名稱為“一種無線充電方法及控制裝置”,公開號為CN110040011B。

    電網與新能源汽車領域專家黃宇生(化名)向《中國汽車報》記者介紹道,無線充電基于電磁感應原理,充電器與用電裝置之間不用電線直接連接,而是通過磁場傳遞能量。目前無線充電技術主要有電磁感應式、磁場共振式、電場耦合式和無線電波式四種基本方式。其中,電磁感應式無線充電技術成熟度較高,已有一些廠商對此進行了驗證和應用。

    根據記者的整理,截至目前,大眾(奧迪)、沃爾沃、豐田、一汽、長安、吉利、上汽、北汽、廣汽、比亞迪等國內外主流車企,都對無線充電展開了技術研發和布局。從產品端來看,寶馬530e iPerformance、上汽榮威Marvel X先后配裝無線充電設備,即將上市的智己汽車也提供了無線充電選裝功能,并宣稱將是全球首款支持無線充電的量產車。

    事實上,這一前沿領域的發展也獲得了政策的支持和鼓勵?!缎履茉雌嚠a業發展規劃(2021~2035年)》在“加快充換電基礎設施建設”的內容中提及,要加強智能有序充電、大功率充電、無線充電等新型充電技術研發。而據記者了解,在電動汽車無線充電領域,我國的標準制定再一次走在了世界前列。

    無線充電國標制定領先行業

    “最近引起行業和公眾關注的電動汽車無線充電技術,經歷前期研究,已發展了一段時間?!鄙虾Hf暨電子科技有限公司(以下簡稱“萬暨電子”)總經理楊國勛告訴記者,“2005年,美國麻省理工學院(MIT)物理系教授Marin Soljacic團隊,提出了采用高合磁諧振器進行遠距功率傳輸的物理理論。2019年,MIT孵化的科技公司WiTricity,收購高通Halo無線充電技術。行業也是逐步確定了電動汽車無線充電的技術發展方向?!?

    據介紹,無線充電技術通過在停車位等地面安裝發生裝置,在整車底盤位置安裝接收裝置,依靠電磁轉換原理,將電能傳輸至整車的電池內。與充電樁為代表的有線插拔方式相比,無線充電更具有安全性與可靠性。

    “一個產業的興起,尤其是相對前沿的領域,從技術原理的前期預研、到技術原型、再到商業化應用是一個漫長的過程,需要各方力量的共同推動。對于汽車行業而言,標準制定、實施可以起到助推劑、催化劑的作用?!睏顕鴦妆硎?,“產業界達成共識,形成了統一的標準,技術的商業化落地才會更加輕松?!?

    “在標準的前瞻性引領方面,我們長期扮演‘學生’的角色,務實地采取了跟隨策略?!秉S宇生告訴記者,“以傳統燃油車為例,無論整車還是零部件,無論開發流程還是試驗方法,汽車業成熟發達的國家和地區已有系統性的標準,并根據實際發展情況不斷更新。不過,隨著我國推廣新能源汽車,這種‘慣例’產生了變化。中國是全球最大的新能源汽車市場,我們在很多標準領域都走在國際前列?!?

    對此,楊國勛表示認同:“從結果來看,情況是這樣的。2020年,中國領先全球,發布了一套電動汽車無線充電國家推薦性標準GB/T 38775。隨后,美國才推出SAEJ2954標準《適用于輕型插入式/純電動汽車的無線充電功率傳輸及定位方法》?!睋私?,2019年,包括中國電力科學研究院、中國汽車技術研究中心、浙江萬安科技股份有限公司(萬暨電子母公司,以下簡稱“萬安科技”)、中興新能源科技有限公司等標準牽頭起草單位,創新性提出了基于雙邊LCC拓撲的汽車無線充電技術,在進行多次研討之后,2020年、2021年陸續發布GB/T 38775系列標準。

    零部件企業積極參與標準體系建設

    楊國勛提到的一系列電動汽車無線充電標準,包括通用要求、車載充電機和無線充電設備之間的通信協議、特殊要求、電磁環境限值與測試方法等多個方面。萬安科技及萬暨電子參與了第1部分、第2部分、第3部分、第4部分、第5部分、第6部分、第7部分標準的制定,其中《電動汽車無線充電系統第5部分:電磁兼容性要求和試驗方法》,《電動汽車無線充電系統第6部分:互操作性要求及測試地面端》,《電動汽車無線充電系統第7部分:互操作性要求及測試車輛端》即將實施。

    萬安科技對無線充電標準的貢獻,并不僅限于GB/T38775的起草?!拔覀儗o線充電標準體系的建設,做到了盡自己最大的努力去支持?!睋顕鴦捉榻B,萬安科技參與起草了中國汽車技術研究中心牽頭的《電動汽車無線充電系統B類設備的通信協議一致性要求及測試》(以下簡稱《一致性要求及測試》),該標準目前處于征求意見稿的狀態?!兑恢滦砸蠹皽y試》的意義在于,將車載端與地面端充電設施統一起來,以實現不同電動汽車與不同地面端充電樁之間高效、安全地無線充電,保證通信協議的一致性。據悉,這項標準梳理了電動汽車無線充電通信的一般流程,設計了一種一致性測試的軟硬件架構,提出了通信協議的一致性測試方法。這項工作對于完善電動汽車無線充電領域相關標準具有幫助和指導意義。

    此外,萬安科技還參與起草了歸口于新能源行業電動汽車充電設施標準化技術委員會的《純電動場(廠)內機動車輛無線充電系統技術條件》。這項標準先于無線充電國標發布,填補了國內純電動場內車輛無線充電標準的空白,率先開啟了純電動場內車輛上無線充電技術的應用先河,具有重大的現實意義和社會效應。

    實現系統的互操作性是下一個目標

    “汽車無線充電技術發展至今,到了產業化的‘前夜’。對于無線電能傳輸系統本身,無論功率變換、系統控制還是磁場環境等方面的問題都已得到有效解決并趨于成熟。由于電動汽車無線充電應用場景的復雜和工況惡劣,目前技術難點大多集中在輔助功能(異物監測、生物體檢測、定位對齊)方面。我們的產品經過了大量的環境試驗和實車驗證,還需要大量的客戶使用反饋,加以優化和持續改善?!睏顕鴦妆硎?,“在標準制定過程中,我們也面臨著不少的挑戰。隨著電動汽車無線充電技術的普及,系統供應商越來越多、所覆蓋的車型越來越廣、使用場景也更加多樣,因此解決不同品牌產品間的互操作性已成為標準發展的重點、難點問題??梢灶A見,實現系統(包括無線電能傳輸系統和輔助功能)的互操作性將成為未來國內外相關標準要達成的主要目標?!?

    “我們在標準制定的過程中,積極提供無線充電系統用于性能、EMC測試并制作標準源用于互操作測試,為無線充電系統標準的擬定提供數據支撐?!睏顕鴦捉榻B道,“在無線充電這一領域,中國國標是世界首發,無疑具有前瞻性。同時,中國是世界最大的新能源汽車生產和銷售市場,汽車智能化、網聯化發展也處于全球前列。無線充電能夠改善充電體驗,打通全場景的智能駕駛關鍵環節,市場對這項技術和產品的需求迫切。作為新能源汽車產業鏈的一員,萬暨電子也是無線充電國標的起草單位之一,肩負著行業‘拓荒者’的使命?!?

    目前,我國電動汽車無線充電(≤22kW)采用定頻工作方式,標稱頻率為85.5kHz。而從應用來看,我國電動汽車無線充電技術應用目前處于起步階段,萬安科技為紅旗EHS-9研發的11kW無線充電系統已實現全球首發,成為電動乘用車無線充電產業化的開端。楊國勛表示:“我們抱有發展緊迫感和行業使命感,未來將繼續致力于為標準制定提供自己獨特的智慧與能力,助力提升新能源汽車的使用體驗,不斷為做大、做強我國新能源汽車產業貢獻力量?!保ㄎ模褐袊噲螅?

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