盡管與汽油或柴油汽車相比，電動汽車 (EV) 的綠色特性可能已得到廣泛認(rèn)可，但一些消費(fèi)者頑固地拒絕過渡，主要是因?yàn)槌杀?。然而，其他因素也發(fā)揮了作用。根據(jù)麥肯錫的一份報告，里程焦慮和沒有足夠的高效充電站也被認(rèn)為是購買的嚴(yán)重障礙。報告稱，隨著電動汽車價格繼續(xù)下降，這兩個因素可能很快就會變得更加突出。
那么，為什么收費(fèi)會引起如此大的關(guān)注呢?嗯，首先，它是一個數(shù)字游戲。在大多數(shù)主要市場，道路上沒有足夠的公共充電站。結(jié)果是，經(jīng)常主要依靠家庭和工作場所充電的現(xiàn)有車主害怕長途旅行。
同時，這種基礎(chǔ)設(shè)施的缺乏為潛在的未來買家提供了一個重要的理由來保持對傳統(tǒng)動力系統(tǒng)的忠誠。因此，除非公共充電條款看到持續(xù)的投資，否則電動汽車的使用可能在中短期內(nèi)仍然受到限制。
為什么要無線充電?
一種解決方案可能是引入一種更加動態(tài)和靈活的電動汽車充電方法，傳統(tǒng)上這種充電方式是基于家庭、工作場所和公共道路上的有線插入式充電。這些方法中的每一種都有其自身的特定限制。
在沒有停車庫的住宅中，家庭充電并不總是可行的，因?yàn)閺姆孔拥降缆返娜诵械郎箱佋O(shè)電線是不可取的。一些工作場所不愿意投資有線充電基礎(chǔ)設(shè)施，而在人口密集的城市地區(qū)，此類基礎(chǔ)設(shè)施的空間往往非常寶貴。
然后是有線插電式汽車充電在公共環(huán)境中的方式存在缺陷。1 級和 2 級交流充電以及 3 級直流快速充電都是“動手”技術(shù)，因?yàn)樗鼈円篑{駛員在充電過程的開始和結(jié)束時扮演物理角色。最近的全球健康危機(jī)可能會導(dǎo)致公眾更加關(guān)注公共基礎(chǔ)設(shè)施的使用，并盡可能地傾向于非接觸式技術(shù)。
這就是無線充電可以發(fā)揮重要作用的地方。通?；谕ㄟ^將電磁波從充電板傳輸?shù)竭B接到車輛的板上來為電池充電的能力，無線充電具有為電動汽車移動性提供更靈活和更具成本效益的方法的潛力。
通過消除對電線和笨重的直立式電源裝置的需求，電動汽車司機(jī)可以在更多的地方充電。此外，它還為圍繞共享充電設(shè)備的任何公共衛(wèi)生擔(dān)憂提供了創(chuàng)新的技術(shù)解決方案。
電力傳輸解釋
在固定基礎(chǔ)設(shè)施方面，有兩種主要技術(shù)——發(fā)射器(充電站)和接收器(汽車)。該系統(tǒng)在車輛進(jìn)入充電區(qū)域時啟動，將來自電源的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓為電池充電，并由無線感應(yīng)電力傳輸提供支持。
用簡單的操作術(shù)語來說，一個典型的平臺會看到由 AC/DC 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的電源功率，功率因數(shù)校正級用于通過將輸入電流轉(zhuǎn)換為接近于同相的正弦波形來提高效率。電網(wǎng)電壓，從而提高功率因數(shù)。
DC/AC 逆變器產(chǎn)生 80 kHz 至 120 kHz 的高頻交流電壓。然后使用補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)來提高系統(tǒng)效率，使用諧振電容器減少額外損耗。
然后，由鐵氧體板支撐的發(fā)送器和接收器線圈用于增強(qiáng)和引導(dǎo)磁耦合以進(jìn)行無線傳輸。同時，在接收端，高頻交流電被轉(zhuǎn)換成大功率高壓直流電，然后連接到電池上。電池管理系統(tǒng)(BMS)用于提供電源控制和通信，并執(zhí)行檢查電池電量等功能，最終實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定和安全的運(yùn)行。
極端情況下，動態(tài)無線充電——放置在道路下方的線圈與位于車輛底盤下方的接收器連接——可能成為一種更加靈活的電力傳輸方法，允許車輛在旅途中充電。這種創(chuàng)新的技術(shù)方法幾乎適用于任何類型的道路和任何環(huán)境條件，可以消除對加油站等傳統(tǒng)充電基礎(chǔ)設(shè)施的需求。它還可以作為一種優(yōu)雅而強(qiáng)大的方法來為電動市政和公共交通車輛供電，例如在同一路線上每周、每周運(yùn)行的公共汽車。
事實(shí)上，近年來，已經(jīng)出現(xiàn)了幾家提供無線電動道路系統(tǒng)的公司。一個這樣的組織是以色列的Electreon，其共享充電平臺基于放置在車道中心道路下方的銅線圈、位于車輛底盤下方的接收器以及提供實(shí)時通信的管理和電源單元每輛車都將能量從電網(wǎng)傳輸?shù)降缆废路降幕A(chǔ)設(shè)施。Electreon 表示，銅線圈可以在一夜之間沿著一公里的道路安裝，成本為每公里 160,000 美元。
該公司表示，對城市和環(huán)境的好處是多方面的，包括取消充電站、減少與電動車隊相關(guān)的碳排放以及相對較低的基礎(chǔ)設(shè)施成本。對于公共汽車運(yùn)營商和電動汽車車主來說，該系統(tǒng)將通過最大限度地減少對車載電池的需求來鼓勵開發(fā)更輕的車隊。無線技術(shù)還將結(jié)束里程焦慮，同時提供一種未來將非常適合采用自動駕駛汽車的基礎(chǔ)設(shè)施。
克服采用障礙
從廣義上講，對采用電動汽車的沉默與技術(shù)壁壘無關(guān)。無線充電系統(tǒng)背后的組件廣泛可用且廣為人知。例如，KEMET 可以提供大多數(shù)相關(guān)系統(tǒng)和組件，包括交流濾波裝置、脈沖緩沖器、鐵氧體片和電容器。
采用的最大挑戰(zhàn)是抵制變革。對于固定應(yīng)用，插入式充電已經(jīng)搶占了無線的領(lǐng)先地位，并被廣泛采用和理解。汽車制造商還投資了數(shù)十億美元用于電池開發(fā)，特別關(guān)注能量密度和尺寸。對于動態(tài)充電，需要考慮現(xiàn)有道路設(shè)計的性質(zhì)、未來維護(hù)和全壽命成本。
這并不是說無線充電沒有作用。在某些情況下，例如新城市和城市中心的設(shè)計和開發(fā)，它可能成為最可行和最具成本效益的解決方案。展望未來，根據(jù)個人位置和應(yīng)用的具體情況，公共充電基礎(chǔ)設(shè)施最有可能包括傳統(tǒng)的插入式充電和無線充電的組合，以更好地支持電動汽車的長期采用。
無論組合如何，像 KEMET 這樣的組件供應(yīng)商都處于有利地位，可以支持快速發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新的市場。車隊電氣化的趨勢是不可阻擋的，國家政府和地方當(dāng)局面臨著開發(fā)足夠的充電基礎(chǔ)設(shè)施以滿足需求的壓力。
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