De ontwikkeling van nieuwe energievoertuigen is in volle gang, en de kwestie van het aanvullen van energie is ook een van de kwesties geworden waar de industrie de volledige aandacht aan heeft besteed. Terwijl iedereen debatteert over de voordelen van overladen en het verwisselen van batterijen, bestaat er een ‘Plan C’ voor het opladen van nieuwe energievoertuigen?
Misschien beïnvloed door het draadloos opladen van smartphones, is het draadloos opladen van auto’s ook een van de technologieën geworden die ingenieurs hebben overwonnen. Volgens berichten in de media is er nog niet zo lang geleden baanbrekend onderzoek gedaan naar de draadloze oplaadtechnologie voor auto's. Een onderzoeks- en ontwikkelingsteam beweerde dat het draadloze oplaadstation stroom naar de auto kan overbrengen met een uitgangsvermogen van 100 kW, waardoor de laadstatus van de batterij binnen 20 minuten met 50% kan worden verhoogd.
De draadloze oplaadtechnologie voor auto's is uiteraard geen nieuwe technologie. Met de opkomst van nieuwe energievoertuigen onderzoeken verschillende krachten al lange tijd draadloos opladen, waaronder BBA, Volvo en verschillende binnenlandse autobedrijven.
Over het geheel genomen bevindt de draadloze oplaadtechnologie voor auto's zich nog in de beginfase, en veel lokale overheden maken ook van deze gelegenheid gebruik om grotere mogelijkheden voor toekomstig transport te onderzoeken. Vanwege factoren als kosten, stroom en infrastructuur is de draadloze oplaadtechnologie voor auto's echter op grote schaal gecommercialiseerd. Er zijn nog veel moeilijkheden die overwonnen moeten worden. Het nieuwe verhaal over draadloos opladen in auto’s is nog niet eenvoudig te vertellen.
Zoals we allemaal weten is draadloos opladen niets nieuws in de mobiele telefoonindustrie. Draadloos opladen voor auto's is niet zo populair als opladen voor mobiele telefoons, maar het heeft al veel bedrijven ertoe aangezet deze technologie te begeren.
Over het algemeen zijn er vier reguliere draadloze oplaadmethoden: elektromagnetische inductie, magnetische veldresonantie, elektrische veldkoppeling en radiogolven. Onder hen maken mobiele telefoons en elektrische voertuigen voornamelijk gebruik van elektromagnetische inductie en magnetische veldresonantie.
Onder hen maakt draadloos opladen met elektromagnetische inductie gebruik van het elektromagnetische inductieprincipe van elektromagnetisme en magnetisme om elektriciteit op te wekken. Het heeft een hoge laadefficiëntie, maar de effectieve laadafstand is kort en de vereisten voor de laadlocatie zijn ook streng. Relatief gesproken heeft draadloos opladen met magnetische resonantie lagere locatievereisten en een langere oplaadafstand, die enkele centimeters tot enkele meters kan ondersteunen, maar de oplaadefficiëntie is iets lager dan bij de eerste.
Daarom gaven autobedrijven in de vroege stadia van het verkennen van draadloze oplaadtechnologie de voorkeur aan draadloze oplaadtechnologie met elektromagnetische inductie. Representatieve bedrijven zijn onder meer BMW, Daimler en andere autobedrijven. Sindsdien is de draadloze oplaadtechnologie met magnetische resonantie geleidelijk gepromoot, vertegenwoordigd door systeemleveranciers zoals Qualcomm en WiTricity.
Al in juli 2014 kondigden BMW en Daimler (nu Mercedes-Benz) een samenwerkingsovereenkomst aan om gezamenlijk draadloze oplaadtechnologie voor elektrische voertuigen te ontwikkelen. In 2018 begon BMW met de productie van een draadloos oplaadsysteem en maakte het een optioneel apparaat voor het plug-in hybridemodel van de 5-serie. Het nominale laadvermogen bedraagt 3,2 kW, de energieomzettingsefficiëntie bedraagt 85% en kan in 3,5 uur volledig worden opgeladen.
In 2021 zal Volvo de puur elektrische taxi XC40 gebruiken om experimenten met draadloos opladen te starten in Zweden. Volvo heeft speciaal meerdere testgebieden opgezet in de stad Göteborg, Zweden. Laadvoertuigen hoeven alleen maar te parkeren op de draadloze oplaadapparaten die in de weg zijn ingebed om de oplaadfunctie automatisch te starten. Volvo zei dat het draadloze oplaadvermogen 40 kW kan bereiken en dat hij in 30 minuten 100 kilometer kan afleggen.
Op het gebied van draadloos opladen in de auto heeft mijn land altijd voorop gelopen. In 2015 bouwde het China Southern Power Grid Guangxi Electric Power Research Institute de eerste testbaan voor draadloos opladen van binnenlandse elektrische voertuigen. In 2018 lanceerde SAIC Roewe het eerste puur elektrische model met draadloos opladen. FAW Hongqi lanceerde in 2020 de Hongqi E-HS9 die draadloze oplaadtechnologie ondersteunt. In maart 2023 lanceerde SAIC Zhiji officieel zijn eerste intelligente draadloze oplaadoplossing met een hoog vermogen van 11 kW voor voertuigen.
En Tesla is ook een van de ontdekkingsreizigers op het gebied van draadloos opladen. In juni 2023 gaf Tesla 76 miljoen dollar uit om Wiferion over te nemen en de naam ervan te hernoemen tot Tesla Engineering Germany GmbH, met het plan om tegen lage kosten gebruik te maken van draadloos opladen. Eerder had Tesla-CEO Musk een negatieve houding ten opzichte van draadloos opladen en bekritiseerde hij draadloos opladen als "energiezuinig en inefficiënt". Nu noemt hij het een veelbelovende toekomst.
Natuurlijk ontwikkelen veel autobedrijven zoals Toyota, Honda, Nissan en General Motors ook draadloze oplaadtechnologie.
Hoewel veel partijen langetermijnverkenningen hebben gedaan op het gebied van draadloos opladen, is de technologie voor draadloos opladen in de auto nog lang geen realiteit. De belangrijkste factor die de ontwikkeling ervan beperkt, is macht. Neem de Hongqi E-HS9 als voorbeeld. De draadloze oplaadtechnologie waarmee hij is uitgerust heeft een maximaal uitgangsvermogen van 10 kW, wat slechts iets hoger is dan het 7 kW vermogen van de langzaamlaadstapel. Sommige modellen kunnen slechts een systeemlaadvermogen van 3,2 kW bereiken. Met andere woorden, er is helemaal geen gemak bij een dergelijke laadefficiëntie.
Als de kracht van draadloos opladen wordt verbeterd, kan het natuurlijk een ander verhaal zijn. Zoals aan het begin van het artikel vermeld, heeft een onderzoeks- en ontwikkelingsteam bijvoorbeeld een uitgangsvermogen van 100 kW bereikt, wat betekent dat als een dergelijk uitgangsvermogen kan worden bereikt, het voertuig theoretisch in ongeveer een uur volledig kan worden opgeladen. Hoewel het nog steeds moeilijk te vergelijken is met superladen, is het nog steeds een nieuwe keuze voor energieaanvulling.
Vanuit het perspectief van gebruiksscenario's is het grootste voordeel van draadloze oplaadtechnologie voor auto's de vermindering van handmatige stappen. Vergeleken met bekabeld opladen moeten autobezitters een reeks handelingen uitvoeren, zoals parkeren, uit de auto stappen, het wapen oppakken, aansluiten en opladen, enz. Wanneer ze te maken krijgen met oplaadpalen van derden, moeten ze verschillende informatie invullen , wat een relatief omslachtig proces is.
Het scenario voor draadloos opladen is heel eenvoudig. Nadat de bestuurder het voertuig heeft geparkeerd, detecteert het apparaat dit automatisch en laadt het vervolgens draadloos op. Nadat het voertuig volledig is opgeladen, rijdt het voertuig direct weg en hoeft de eigenaar geen handelingen meer uit te voeren. Vanuit het perspectief van de gebruikerservaring zal het mensen ook een gevoel van luxe geven bij het gebruik van elektrische voertuigen.
Waarom trekt het draadloos opladen van auto’s zoveel aandacht van bedrijven en leveranciers? Vanuit ontwikkelingsperspectief kan de komst van het zelfrijdende tijdperk ook een tijd zijn voor grote ontwikkelingen op het gebied van draadloze oplaadtechnologie. Om auto’s echt zelfrijdend te laten zijn, hebben ze draadloos opladen nodig om de ketenen van oplaadkabels te ontdoen.
Daarom zijn veel laadleveranciers zeer optimistisch over de ontwikkelingsvooruitzichten van draadloze oplaadtechnologie. De Duitse gigant Siemens voorspelt dat de markt voor draadloos opladen voor elektrische voertuigen in Europa en Noord-Amerika in 2028 2 miljard dollar zal bedragen. Daartoe investeerde Siemens al in juni 2022 25 miljoen dollar om een minderheidsbelang te verwerven in leverancier van draadloos opladen WiTricity ter bevordering van technologisch onderzoek en ontwikkeling van draadloze oplaadsystemen.
Siemens gelooft dat het draadloos opladen van elektrische voertuigen in de toekomst mainstream zal worden. Naast dat het opladen handiger wordt, is draadloos opladen ook een van de noodzakelijke voorwaarden om autonoom rijden te realiseren. Als we zelfrijdende auto’s echt op grote schaal willen lanceren, is draadloze oplaadtechnologie onmisbaar. Dit is een belangrijke stap in de wereld van autonoom rijden.
Natuurlijk zijn de vooruitzichten geweldig, maar de realiteit is lelijk. Momenteel worden de methoden voor het aanvullen van energie van elektrische voertuigen steeds diverser, en er wordt lang uitgekeken naar het vooruitzicht van draadloos opladen. Vanuit het huidige gezichtspunt bevindt de draadloze oplaadtechnologie voor auto's zich echter nog in de testfase en wordt zij geconfronteerd met veel problemen, zoals hoge kosten, langzaam opladen, inconsistente normen en langzame voortgang van de commercialisering.
Het probleem van de laadefficiëntie is een van de obstakels. We bespraken bijvoorbeeld de kwestie van efficiëntie in de eerder genoemde Hongqi E-HS9. Er is kritiek op de lage efficiëntie van draadloos opladen. Momenteel is de efficiëntie van draadloos opladen van elektrische voertuigen lager dan die van bedraad opladen vanwege energieverlies tijdens draadloze transmissie.
Vanuit kostenperspectief moet het draadloos opladen van auto’s verder worden teruggedrongen. Draadloos opladen stelt hoge eisen aan de infrastructuur. Laadcomponenten worden over het algemeen op de grond gelegd, wat grondaanpassingen en andere problemen met zich meebrengt. De constructiekosten zullen onvermijdelijk hoger zijn dan de kosten van gewone laadpalen. Bovendien is de industriële keten in de vroege fase van de promotie van draadloze oplaadtechnologie nog onvolwassen en zullen de kosten van de bijbehorende onderdelen hoog zijn, zelfs meerdere malen de prijs van huishoudelijke AC-laadpalen met hetzelfde vermogen.
De Britse busmaatschappij FirstBus heeft bijvoorbeeld overwogen om draadloze oplaadtechnologie te gebruiken om de elektrificatie van zijn vloot te bevorderen. Na inspectie bleek echter dat elke leverancier van laadpanelen op de grond 70.000 pond had opgegeven. Daarnaast zijn ook de aanlegkosten van draadloze oplaadwegen hoog. De kosten voor het aanleggen van een draadloze oplaadweg van 1,6 kilometer in Zweden bedragen bijvoorbeeld ongeveer 12,5 miljoen dollar.
Uiteraard kunnen veiligheidsproblemen ook een van de problemen zijn die de draadloze oplaadtechnologie beperken. Vanuit het perspectief van de impact op het menselijk lichaam is draadloos opladen geen probleem. De "Interim Regulations on Radio Management of Wireless Charging (Power Transmission) Equipment (Concept voor commentaar)", gepubliceerd door het Ministerie van Industrie en Informatietechnologie, stelt dat het spectrum van 19-21 kHz en 79-90 kHz exclusief is voor draadloos opladende auto's. Uit relevant onderzoek blijkt dat alleen wanneer het laadvermogen boven de 20 kW uitkomt en het menselijk lichaam in nauw contact staat met het laadstation, dit een bepaalde impact op het lichaam kan hebben. Dit vereist echter ook dat alle partijen de veiligheid blijven populariseren voordat deze door de consument kan worden erkend.
Hoe praktisch de draadloze oplaadtechnologie voor auto's ook is en hoe handig de gebruiksscenario's ook zijn, er is nog een lange weg te gaan voordat deze op grote schaal kan worden gecommercialiseerd. Als we het laboratorium verlaten en het in de praktijk implementeren, is de weg naar draadloos opladen voor auto's lang en moeizaam.
Terwijl alle partijen de draadloze oplaadtechnologie voor auto's krachtig onderzoeken, is ook stilletjes het concept van 'laadrobots' ontstaan. De pijnpunten die door draadloos opladen moeten worden opgelost, vertegenwoordigen het probleem van het oplaadgemak voor de gebruiker, dat een aanvulling zal vormen op het concept van zelfrijdend rijden in de toekomst. Maar er is meer dan één weg naar Rome.
Daarom beginnen "laadrobots" ook een aanvulling te worden op het intelligente laadproces van auto's. Nog niet zo lang geleden lanceerde de nieuwe experimentele basis van de Beijing Sub-Central Construction National Green Development Demonstration Zone een volledig automatische busoplaadrobot die elektrische bussen kan opladen.
Nadat de elektrische bus het laadstation binnenkomt, registreert het visionsysteem de aankomstinformatie van het voertuig en geeft het achtergrondverzendingssysteem onmiddellijk een oplaadtaak door aan de robot. Met behulp van het padvindsysteem en het loopmechanisme rijdt de robot automatisch naar het laadstation en pakt automatisch het laadpistool. , waarbij gebruik wordt gemaakt van visuele positioneringstechnologie om de locatie van de oplaadpoort voor elektrische voertuigen te identificeren en automatische oplaadbewerkingen uit te voeren.
Uiteraard beginnen ook autobedrijven de voordelen van ‘laadrobots’ te zien. Op de Shanghai Auto Show van 2023 bracht Lotus een flitsoplaadrobot uit. Wanneer het voertuig moet worden opgeladen, kan de robot zijn mechanische arm uitstrekken en automatisch het oplaadpistool in het oplaadgat van het voertuig steken. Na het opladen kan hij het pistool ook zelf tevoorschijn halen, waardoor het hele proces van het starten tot het opladen van het voertuig wordt voltooid.
Laadrobots hebben daarentegen niet alleen het gemak van draadloos opladen, maar kunnen ook het stroombeperkingsprobleem van draadloos opladen oplossen. Gebruikers kunnen ook genieten van het plezier van overladen zonder uit de auto te hoeven stappen. Uiteraard brengen oplaadrobots ook kosten en intelligente zaken met zich mee, zoals positionering en het vermijden van obstakels.
Samenvatting: De kwestie van de energieaanvulling voor nieuwe energievoertuigen is altijd een kwestie geweest waar alle partijen in de industrie groot belang aan hechten. Momenteel zijn de oplossing voor overladen en de oplossing voor het vervangen van de batterij de twee meest gangbare oplossingen. Theoretisch zijn deze twee oplossingen voldoende om tot op zekere hoogte in de energieaanvullingsbehoefte van gebruikers te voorzien. Natuurlijk gaan de dingen altijd vooruit. Misschien kunnen draadloos opladen en oplaadrobots met de komst van het zelfrijdende tijdperk nieuwe kansen inluiden.
Posttijd: 13 april 2024