O desenvolvemento de vehículos de nova enerxía está en pleno auxe e a cuestión da reposición de enerxía tamén se converteu nun dos temas aos que a industria prestou plena atención. Mentres todo o mundo debate os méritos da sobrecarga e o intercambio de baterías, existe un "Plan C" para cargar os vehículos de nova enerxía?
Quizais influenciada pola carga sen fíos dos teléfonos intelixentes, a carga sen fíos dos coches tamén se converteu nunha das tecnoloxías que os enxeñeiros superaron. Segundo informes dos medios de comunicación, non hai moito, a tecnoloxía de carga sen fíos dos coches recibiu unha investigación innovadora. Un equipo de investigación e desenvolvemento afirmou que a plataforma de carga sen fíos pode transmitir enerxía ao coche cunha potencia de saída de 100 kW, o que pode aumentar o estado de carga da batería nun 50 % en 20 minutos.
Por suposto, a tecnoloxía de carga sen fíos para automóbiles non é unha tecnoloxía nova. Co auxe dos vehículos de novas enerxías, varias forzas levan moito tempo explorando a carga sen fíos, incluíndo BBA, Volvo e varias empresas automobilísticas nacionais.
En xeral, a tecnoloxía de carga sen fíos para automóbiles aínda está nas súas fases iniciais e moitos gobernos locais tamén están a aproveitar esta oportunidade para explorar maiores posibilidades para o transporte futuro. Non obstante, debido a factores como o custo, a potencia e a infraestrutura, a tecnoloxía de carga sen fíos para automóbiles comercializouse a grande escala. Aínda hai moitas dificultades que deben superarse. A nova historia sobre a carga sen fíos nos automóbiles aínda non é doada de contar.
Como todos sabemos, a carga sen fíos non é nada novo na industria da telefonía móbil. A carga sen fíos para coches non é tan popular como a carga para teléfonos móbiles, pero xa atraeu a moitas empresas a cobizar esta tecnoloxía.
En xeral, existen catro métodos principais de carga sen fíos: indución electromagnética, resonancia de campo magnético, acoplamento de campo eléctrico e ondas de radio. Entre eles, os teléfonos móbiles e os vehículos eléctricos empregan principalmente a indución electromagnética e a resonancia de campo magnético.
Entre elas, a carga sen fíos por indución electromagnética emprega o principio de indución electromagnética do electromagnetismo e o magnetismo para xerar electricidade. Ten unha alta eficiencia de carga, pero a distancia de carga efectiva é curta e os requisitos de localización de carga tamén son estritos. En termos relativos, a carga sen fíos por resonancia magnética ten requisitos de localización máis baixos e unha distancia de carga máis longa, que pode soportar desde varios centímetros ata varios metros, pero a eficiencia de carga é lixeiramente inferior á anterior.
Polo tanto, nas primeiras etapas da exploración da tecnoloxía de carga sen fíos, as empresas automobilísticas favoreceron a tecnoloxía de carga sen fíos por indución electromagnética. Entre as empresas representativas están BMW, Daimler e outras empresas de vehículos. Desde entón, a tecnoloxía de carga sen fíos por resonancia magnética foi promovendo gradualmente, representada por provedores de sistemas como Qualcomm e WiTricity.
Xa en xullo de 2014, BMW e Daimler (agora Mercedes-Benz) anunciaron un acordo de cooperación para desenvolver conxuntamente tecnoloxía de carga sen fíos para vehículos eléctricos. En 2018, BMW comezou a producir un sistema de carga sen fíos e converteuno nun dispositivo opcional para o modelo híbrido enchufable da Serie 5. A súa potencia de carga nominal é de 3,2 kW, a eficiencia de conversión de enerxía alcanza o 85 % e pódese cargar completamente en 3,5 horas.
En 2021, Volvo empregará o taxi eléctrico puro XC40 para iniciar experimentos de carga sen fíos en Suecia. Volvo estableceu varias zonas de probas específicas na zona urbana de Gotemburgo, Suecia. Os vehículos que se cargan só precisan aparcar nos dispositivos de carga sen fíos integrados na estrada para iniciar automaticamente a función de carga. Volvo afirmou que a súa potencia de carga sen fíos pode alcanzar os 40 kW e que pode percorrer 100 quilómetros en 30 minutos.
No campo da carga inalámbrica para automóbiles, o meu país sempre estivo á vangarda da industria. En 2015, o Instituto de Investigación de Enerxía Eléctrica de Guangxi, China Southern Power Grid, construíu a primeira pista de probas de carga inalámbrica para vehículos eléctricos nacionais. En 2018, SAIC Roewe lanzou o primeiro modelo totalmente eléctrico con carga inalámbrica. FAW Hongqi lanzou o Hongqi E-HS9, compatible coa tecnoloxía de carga inalámbrica, en 2020. En marzo de 2023, SAIC Zhiji lanzou oficialmente a súa primeira solución de carga inalámbrica intelixente para vehículos de alta potencia de 11 kW.
E Tesla é tamén un dos exploradores no campo da carga sen fíos. En xuño de 2023, Tesla gastou 76 millóns de dólares para adquirir Wiferion e renomeárona como Tesla Engineering Germany GmbH, coa intención de aproveitar a carga sen fíos a baixo custo. Anteriormente, o CEO de Tesla, Musk, tiña unha actitude negativa cara á carga sen fíos e criticou a carga sen fíos por considerala "de baixo consumo e ineficiente". Agora chámaa un futuro prometedor.
Por suposto, moitas empresas automobilísticas como Toyota, Honda, Nissan e General Motors tamén están a desenvolver tecnoloxía de carga sen fíos.
Aínda que moitas partes levaron a cabo exploracións a longo prazo no campo da carga sen fíos, a tecnoloxía de carga sen fíos para automóbiles aínda está lonxe de converterse nunha realidade. O factor clave que restrinxe o seu desenvolvemento é a potencia. Tomemos como exemplo o Hongqi E-HS9. A tecnoloxía de carga sen fíos coa que está equipado ten unha potencia de saída máxima de 10 kW, que é só lixeiramente superior á potencia de 7 kW da pila de carga lenta. Algúns modelos só poden alcanzar unha potencia de carga do sistema de 3,2 kW. Noutras palabras, non hai ningunha comodidade con tal eficiencia de carga.
Por suposto, se se mellora a potencia da carga sen fíos, pode ser outra historia. Por exemplo, como se indicou ao comezo do artigo, un equipo de investigación e desenvolvemento conseguiu unha potencia de saída de 100 kW, o que significa que se se pode alcanzar tal potencia de saída, o vehículo podería teoricamente cargarse completamente en aproximadamente unha hora. Aínda que aínda é difícil comparalo coa supercarga, segue sendo unha nova opción para a reposición de enerxía.
Desde a perspectiva dos escenarios de uso, a maior vantaxe da tecnoloxía de carga sen fíos para automóbiles é a redución dos pasos manuais. En comparación coa carga con cable, os propietarios de automóbiles deben realizar unha serie de operacións como estacionar, baixar do coche, coller a pistola, conectar e cargar, etc. Cando se enfrontan a pilas de carga de terceiros, teñen que completar diversa información, o que é un proceso relativamente engorroso.
O escenario de carga sen fíos é moi sinxelo. Despois de que o condutor aparque o vehículo, o dispositivo o detecta automaticamente e cárgao sen fíos. Unha vez que o vehículo estea completamente cargado, este marcha directamente e o propietario non precisa realizar máis operacións. Desde a perspectiva da experiencia do usuario, tamén lles dará ás persoas unha sensación de luxo ao usar vehículos eléctricos.
Por que a carga sen fíos dos coches atrae tanta atención por parte das empresas e dos provedores? Desde unha perspectiva de desenvolvemento, a chegada da era sen condutor tamén pode ser un momento para un gran desenvolvemento da tecnoloxía de carga sen fíos. Para que os coches sexan realmente sen condutor, necesitan carga sen fíos para desfacerse das ataduras dos cables de carga.
Polo tanto, moitos provedores de carga son moi optimistas sobre as perspectivas de desenvolvemento da tecnoloxía de carga sen fíos. O xigante alemán Siemens prevé que o mercado de carga sen fíos para vehículos eléctricos en Europa e América do Norte alcanzará os 2.000 millóns de dólares estadounidenses en 2028. Con este fin, xa en xuño de 2022, Siemens investiu 25 millóns de dólares estadounidenses para obter unha participación minoritaria no provedor de carga sen fíos WiTricity para promover a investigación tecnolóxica e o desenvolvemento de sistemas de carga sen fíos.
Siemens cre que a carga sen fíos de vehículos eléctricos converterase na norma no futuro. Ademais de facer que a carga sexa máis cómoda, a carga sen fíos tamén é unha das condicións necesarias para lograr a condución autónoma. Se realmente queremos lanzar coches autónomos a grande escala, a tecnoloxía de carga sen fíos é indispensable. Este é un paso importante no mundo da condución autónoma.
Por suposto, as perspectivas son estupendas, pero a realidade é fea. Na actualidade, os métodos de reposición de enerxía dos vehículos eléctricos son cada vez máis diversos e a perspectiva da carga sen fíos é moi esperada. Non obstante, desde o punto de vista actual, a tecnoloxía de carga sen fíos para automóbiles aínda está en fase de probas e enfróntase a moitos problemas, como o alto custo, a carga lenta, os estándares inconsistentes e o lento progreso da comercialización.
O problema da eficiencia da carga é un dos obstáculos. Por exemplo, tratamos o tema da eficiencia no xa mencionado Hongqi E-HS9. A baixa eficiencia da carga sen fíos foi criticada. Actualmente, a eficiencia da carga sen fíos dos vehículos eléctricos é menor que a da carga con cable debido á perda de enerxía durante a transmisión sen fíos.
Desde o punto de vista do custo, a carga sen fíos dos coches debe reducirse aínda máis. A carga sen fíos ten uns requisitos elevados en canto á infraestrutura. Os compoñentes de carga adoitan colocarse no chan, o que implica modificacións do terreo e outros problemas. O custo de construción será inevitablemente maior que o custo das pilas de carga ordinarias. Ademais, na fase inicial da promoción da tecnoloxía de carga sen fíos, a cadea industrial é inmatura e o custo das pezas relacionadas será elevado, mesmo varias veces superior ao prezo das pilas de carga de CA domésticas coa mesma potencia.
Por exemplo, o operador británico de autobuses FirstBus considerou empregar a tecnoloxía de carga sen fíos no proceso de promoción da electrificación da súa frota. Non obstante, tras unha inspección, comprobouse que cada provedor de paneis de carga terrestre custou 70.000 libras. Ademais, o custo de construción das estradas de carga sen fíos tamén é elevado. Por exemplo, o custo de construír unha estrada de carga sen fíos de 1,6 quilómetros en Suecia é de aproximadamente 12,5 millóns de dólares estadounidenses.
Por suposto, os problemas de seguridade tamén poden ser un dos problemas que restrinxen a tecnoloxía de carga sen fíos. Desde a perspectiva do seu impacto no corpo humano, a carga sen fíos non é un gran problema. O "Regulamento provisional sobre a xestión de radio de equipos de carga sen fíos (transmisión de enerxía) (borrador para comentarios)" publicado polo Ministerio de Industria e Tecnoloxía da Información establece que o espectro de 19-21 kHz e 79-90 kHz é exclusivo para coches de carga sen fíos. Investigacións relevantes mostran que só cando a potencia de carga supera os 20 kW e o corpo humano está en estreito contacto coa base de carga, pode ter un certo impacto no corpo. Non obstante, isto tamén require que todas as partes continúen popularizando a seguridade antes de que os consumidores poidan recoñecela.
Non importa o práctica que sexa a tecnoloxía de carga sen fíos para coches e o cómodas que sexan as situacións de uso, aínda queda un longo camiño por percorrer antes de que se poida comercializar a grande escala. Saíndo do laboratorio e implementándoa na vida real, o camiño cara á carga sen fíos para coches é longo e arduo.
Mentres todas as partes están a explorar con vigor a tecnoloxía de carga sen fíos para automóbiles, o concepto de "robots de carga" tamén xurdiu discretamente. Os puntos débiles que se resolverán coa carga sen fíos representan o problema da comodidade de carga para o usuario, que complementará o concepto de condución sen condutor no futuro. Pero hai máis dun camiño para chegar a Roma.
Polo tanto, os "robots de carga" tamén comezaron a converterse nun complemento no proceso de carga intelixente dos automóbiles. Non hai moito, a nova base experimental do sistema de enerxía da Zona de Demostración de Desenvolvemento Verde Nacional de Construción Subcentral de Pequín lanzou un robot de carga de autobuses totalmente automático que pode cargar autobuses eléctricos.
Despois de que o autobús eléctrico entre na estación de carga, o sistema de visión captura a información de chegada do vehículo e o sistema de despacho en segundo plano envía inmediatamente unha tarefa de carga ao robot. Coa axuda do sistema de localización de rutas e o mecanismo de camiñada, o robot diríxese automaticamente á estación de carga e colle automaticamente a pistola de carga, utilizando tecnoloxía de posicionamento visual para identificar a localización do porto de carga do vehículo eléctrico e realizar operacións de carga automáticas.
Por suposto, as empresas automobilísticas tamén están a comezar a ver as vantaxes dos "robots de carga". No Salón do Automóbil de Shanghai de 2023, Lotus lanzou un robot de carga flash. Cando o vehículo precisa ser cargado, o robot pode estender o seu brazo mecánico e inserir automaticamente a pistola de carga no orificio de carga do vehículo. Despois de cargar, tamén pode sacar a pistola por si só, completando todo o proceso desde o inicio ata a carga do vehículo.
Pola contra, os robots de carga non só teñen a comodidade da carga sen fíos, senón que tamén poden resolver o problema da limitación de enerxía desta carga. Os usuarios tamén poden gozar do pracer de sobrecargar sen saír do coche. Por suposto, os robots de carga tamén implicarán custos e cuestións intelixentes como o posicionamento e a evitación de obstáculos.
Resumo: A cuestión da reposición de enerxía para os vehículos de novas enerxías sempre foi un asunto ao que todas as partes interesadas da industria lle dan moita importancia. Na actualidade, a solución de sobrecarga e a solución de substitución de baterías son as dúas solucións máis convencionais. Teoricamente, estas dúas solucións son suficientes para satisfacer as necesidades de reposición de enerxía dos usuarios ata certo punto. Por suposto, as cousas sempre avanzan. Quizais coa chegada da era sen condutor, a carga sen fíos e os robots de carga poidan abrir novas oportunidades.
Data de publicación: 13 de abril de 2024