無線充電立體車庫

提到無線充電,不少人首先想到的是智能手機,實際上,這一領先的技術已經開始向汽車行業覆蓋。

無線充電,一個容易理解的科技概念,科學原理也不復雜,但變成生活應用,卻困難重重:去掉電線,讓電的能量像無線信號那樣,在空氣中長距離、有效自由地變換、傳輸,需要跨越距離、能效、安全等諸多技術門檻。要是容易實現,在人類發現電能的上百年間,早就應用了。

新聞:首個無線充電立體車庫落戶首鋼

1、合作

首鋼總公司與中興通訊集團近日簽署戰略合作協議,今年上半年,本市將在首鋼建成一座帶有無線充電功能的立體車庫,提供40個“大車位”,為新能源公交車提供充電服務。“無線充電”這一新技術今后將逐步面向私家車推廣。

無線充電技術是預先在停車位和汽車底盤安裝金屬線圈,依托變頻裝置,把電能轉換成高頻電壓,輸入到停車位線圈上使之轉換成磁能,通過停車位與汽車底盤之間空隙將磁能傳送到車載線圈上,再轉換成直流電壓給車載電池充電,其充電時間與有線充電幾乎一樣,但省去了充電樁等固定設備的安裝,一次性投入建設低于有線充電設施。

無線充電因電磁能轉換,能保證90%的充電效率。如新能源汽車出廠自帶充電線圈,可直接實現匹配,即使出廠新能源汽車沒有充電線圈,可采取在車底部加裝線圈或通過地埋線圈轉換到充電設備回歸有線充電。

據首鋼自動化信息技術有限公司總經理佘國平介紹,今年上半年,將把無線充電技術應用到首鋼立體車庫中。“在車底盤上安裝特殊線圈,就能實現無線充電。”佘國平說,從目前發展趨勢看,無線充電技術即將迎來規?;占暗氖袌鰬秒A段。

首個示范性質的無線充電立體車庫將設置40個“大車位”,建成后,可以為新能源公交車提供充電服務。這一技術還將逐步推廣,今后,私家車也有望用上“無線充電”。


2、雙方合作的優勢是什么?

鋼鐵行業是汽車工業的上游材料及零部件供應商。隨著2010年啟動搬遷工作,首鋼非鋼產業戰略布局開始,為新能源汽車充電及停車設施建設提供了基礎。

目前首鋼旗下機電公司負責機電設備的研發、制造;首自信公司澤負責自動化控制與信息平臺和系統管理平臺的開發和應用;剛剛成立的城運公司專門負責城市立體停車庫的產品開發及市場推廣。

中興公司的優勢則是其無線充電技術、大數據庫建設等方面的優勢。依托實體經濟實現數據與人類生活結合,如無線充電技術,抑或是導航信息訴求,未來司機不再需要找哪里有特色的餐飲和娛樂,只需要提出自己想做什么,數據庫自動分析并推薦相關店面,甚至連停車情況、店面擁擠程度和備選方案都提供給司機,這便是移動互聯網時代的大數據庫優勢。

無線充電技術技術成熟嗎?

2014年9月,中興通訊集團與東風公司發布全球首個無線充電公交商用線路,至今無線充電系統已經在程度、深圳等全國11個城市開通了13條無線充電公交商用示范線。

目前,無線充電國家標準(通用部分)已經完成立項,成為產業發展中國內為數不多領先歐美國家的地方。同時國內的北汽、比亞迪等所有主流客車生其企業都開展無線充電技術對接,而大型客運車輛也將領先家用轎車成為首批享用無線充電便利的車系。

未來,司機可以通過手機APP實施無線充電操作,并完成計費、支付等內容,甚至可實時查看自己車輛充電情況,便于調動車輛。

3、 雙方如何開展合作?

根據合作協議計劃,雙方將以成立合資公司作為合作實體,注入各自優勢資本,在新能源汽車領域標準制定、充電基礎設施、綜合立體車庫及相關服務、車聯網及配套設備制造等新技術、新應用、新體驗方面進行深入研究。

技術優勢與現狀


1、車位變身安全快速“充電站”

隨著新能源試點城市的項目推進,很多城市都把公交車改造作為新能源汽車試點的抓手。2014年我國新能源車型銷量為7.47萬輛,同比上升424%,其中純電動車銷量為4.5萬輛,同比上升321%。不過對于新能源車,目前普遍采用的有線充電面臨的問題依然突出:以新能源公交車為例,首先充電運營商建設集中式充電站選址難、費用高、周期長,一個城市充電場站至少2000萬人民幣投資;有線充電公交線路為了延長行駛里程車輛需要攜帶大量電池,費用高昂且增加了車輛自重;有線充電站需要專人值守且惡劣天氣情況下使用不便,加上多數充電站在地面運行,在連續降雨的時候,充電站人員不愿意進行插拔高壓充電槍,使得部分有線電動公交停運;電動汽車往返充電站的空駛也會造成浪費。

無線充電來解決汽車的充電問題是一大創新,雖然大功率無線充電在全球仍處于摸索階段,中興通訊等國內的企業已經走出了第一步。據了解,汽車無線充電技術是利用交變電磁場的電磁感應原理,實現能量的無線傳輸,目前最常見的共有三種模式:感應式、共振式、微波傳輸式。中興通訊則是采取非接觸的電磁感應方式進行電力傳輸。

這種無線充電技術并不需要另外建設充電樁,只在車身下面安裝一塊車載電磁感應接收件,停車位上加上一個地面控制模塊。當公交車駛入改造過的停車位并??亢?,就能自動通過無線接入充電場的通信網絡,建立起地面系統和車載市場的通信鏈路,并完成車輛鑒權和其他相關信息交換,充電位也可以通過有線或者無線的方式和云服務中心進行互聯,前后僅需要幾分鐘。

IT公司車企結盟投入研發

從2009年就開始進行新能源汽車無線充電技術研發的中興通訊,5年來研發投入已達到數億,而未來兩年還會在該項目共投入35億人民幣。除了中興通訊以外,據報道稱,深圳的科陸電子也在研發類似中興通訊無線充電系統,該公司還與一汽多家企業展開緊密合作,開發差異化產品。而深圳車企比亞迪也早在2005年12月就申請了非接觸感應式充電器專利,在2014年7月賣給猶他大學一輛40英尺的純電動巴士,這款巴士就裝配著最新WAVE無線充電墊。

在國外,IT廠商也在聯合車企投入巨資進行無線充電技術的試驗。如寶馬和奔馳兩家德國公司在去年開始共同研發無線充電系統,并希望將其作為電動汽車行業標準進行推廣。德國戴姆勒集團也與芯片廠商高通技術公司就電動汽車“無線電力傳輸2.0高性能項目”進行合作,通過高通Halo電動汽車無線充電技術(WEVC),提供高性能、高功率的小型汽車套件,從而實現汽車無線充電。大眾、豐田、沃爾沃、特斯拉等車企也在無線充電領域動作頻頻。

美國咨詢公司IHS今年5月一份報告指出,電動汽車無線充電方式到2017年以后會普及開來。高通業務發展和市場營銷副總裁安東尼·湯姆森也表示,預計無線充電技術到2017年可應用于量產車。

2、私家車有望用上無線充電

去年1月份,英國已在倫敦以北110公里的一個新興衛星城米爾頓凱恩斯(Milton Keynes)試運營無線充電的電動公交大巴,這批巴士將作為示范項目運行五年時間。中興通訊的無線充電技術從公交入手,從去年開始,在國內建設示范項目。

實際上除了公交車,無線充電技術可以運用到出租車和私家車上,而且不需要另外修建充電樁,只要在社區或車庫將任何現有停車位或路面直接改造,就能“變身”安全快速的充電站。對于私家車主來說,只需要將車子駛入充電位,打開手機APP發出指令,車子就能自動充電。中興新能源汽車公司總經理馮海洲稱,目前中興已有面向私家車市場的新能源汽車無線充電設備,該套設備并不昂貴,它對于各類汽車的品牌沒有限制,除純電動汽車外,混合動力汽車也可以使用。

3、多國在公交線路上 探索大功率無線充電

韓國:韓國在2013年8月推出了一種新型的公交車,這種公交車已經在韓國南部的龜尾市投入使用,長達12公里的公交路線也是世界上第一條可連續充電的公交車道。在行駛的過程中,公交車底部的設備通過名為“形磁場共振”的技術從地面獲取能源。安裝在路面下方的電纜可以產生電磁場,公交車設備中的一個線圈會與之作用,產生電能。感應設備距離地面大約為17厘米。

德國:德國地區性巴士公司RNV在2013年測試使用無線感應充電技術的巴士。試驗使用兩輛電動公車,加裝了由加拿大廠商Bombardier生產的PRIMOVE感應充電設備。這套先進的設備可以在巴士進站上下乘客的時候為它充電,測試運營的范圍為曼海姆市區的63號線。

英國:2014年1月份,英國在米爾頓凱恩斯試運營無線充電的電動公交大巴。整個線路的長度為15英里,巴士大約會消耗三分之二的能量,回來的巴士只需要在充電點停10分鐘,電力又可以被加滿。公交車會在起點站和終點站進行無線充電,所有的8輛巴士只需要2個無線充電點對其服務,充電的時間會依照司機的休息時間進行調整和安排。由于使用不是柴油設備,它們每年可以減少街道上大約5噸的微粒和有毒尾氣排放以及270噸的二氧化碳量。

前景:2016年,無線充電有望引爆行業千億產值!

今年有望是無線充電上千億產值引爆的元年,無線充電在技術上日趨成熟,帶給用戶的體驗越來越美好。最重要的國家在產業扶持與引導上,都在加速。政府目前推動清潔城市建設,治理霧霾,加大了新能源汽車推廣力度,國家相關部委已經把充電樁列入全國城市建設的規劃體系。


無線充電正流行

無線充電離我們的生活已經越來越近,上期我們談到無線充電與普通充電有何不同,這期將會著重介紹各種無線充電方式的優缺點。


靜態無線充電:停車才能充電

靜態無線充電和傳統充電樁充電類似,需要將充電板固定在地上,才能進行停車充電。不過,相比于傳統充電樁,充電板基本上可以節省2-3㎡地面面積。而且,無線充電板的電力引入是靠埋在地里的電纜來完成,在減少布線空間的同時,還避免了因電線裸露在外而造成的安全隱患。

不過,靜態的無線充電卻始終脫離不了停車充電的壁壘。據長城汽車的相關人員講,“這種靜態的無線充電技術并沒有完全得到消費者的認可,因為充電形式依舊是在固定位置充電。”


軌道式無線充電:可實現邊走邊充

正如上海交通大學的技術人員所講,無線充電“軌道”更加適用于收費站、紅綠燈路口等低速區域。尤其是在國內一些交通擁堵的城市,當電動汽車行駛至此類區域時,速度放緩或者停止,無線充電“軌道”便可在短時間內進行充電,以增加電動汽車的續駛里程。

而且,無線充電“軌道”還可以取代國內之前的“有軌”電車,應用于純電動公交汽車中,在公交專用道路或者沿途的站牌附近設置“軌道”,公交汽車便可以在上/下客時進行充電,以減少到公交場站進行充換電的次數。

不過,“軌道”的劃定,也使電動汽車失去了充電的靈活性。為了充電,不得不行駛至“軌道”處進行充電,還是沒有讓消費者享受到自由。很顯然,軌道式無線充電更加適合充當電動汽車續駛里程的“添加劑”。


無線充電道路:成本成屏障

近期,英國公路局啟動了有關充電車道測試項目,參與測試的汽車會被安裝無線系統,而這個無線系統會捕捉到由埋在路面下面的電纜產生的電磁場,將其轉化成電能。當地政府還將在未來5年內撥款5億英鎊,以推廣無線充電道路的建設,讓車主一邊駕駛電動汽車,一邊給自己的座駕進行充電。

不得不說,無線充電道路彌補了靜態無線充電停車充電的弊端。當車主在行駛時,享受道路供給的電量,而在停車時,又可以使用固定的充電板進行補電,二者相輔相成,可謂實現了“自由充電”。

雖然無線充電道路看起來是一張完美的藍圖,但在成本上,卻顯得有些難以實現。據國外專家計算,無線充電道路的建設報價,大約每英里(1.6公里)100萬英鎊,和輕軌價格相當,但運營成本卻遠高于輕軌,如果大范圍鋪設,其實用性還不如充電樁或高架電纜??ǖ戏虼髮W商學院教授保羅·尼烏文赫伊斯也不贊成政府花費這么多資金用來建設無線充電道路。“隨著未來電池技術的發展,這種道路也許就不需要了。”他說。此外,無線充電道路的普及還要面對很多問題,公路的建設、設計,電動汽車的技術支持等,就像無人駕駛一樣,這是一個浩大的工程,短期內還難以實現。

事實上,任何新技術的發展,都離不開技術標準的制定。就如上文所介紹的,“靜態”和“動態”的充電方式,已然成為了企業研發各自無線充電技術的分叉點,技術方向不同,標準也會不同。不過,在國內,無線充電技術還正處于測試階段,并沒有真正走進新能源汽車的市場,技術標準也有待完善。國家能源局副局長鄭柵潔曾經表示,國家無線充電技術的標準研究也在加強。相信在無線充電技術普及于市場時,中國特有的標準也會隨之出現。“未來,汽車無線充電就像手機上網一樣方便,電動汽車的續駛里程將不是問題。只要路邊停車位設置有無線充電裝置,汽車就可隨時充電。”


尼桑開發電動汽車無線充電技術 無需動手

據VentureBeat網站報道,電動汽車車主可以自豪地稱他們再也無需到加油站,使用加油槍給愛車加油了。但他們中的大多數也會認為,無需再用電線和充電接口給愛車充電就更好了。

如果尼桑和其他數家汽車廠商能獲得成功,這一天將會到來,因為,如果用戶把電動汽車停泊到充電系統附近,無線(感應)充電系統和智能充電控制系統將使用戶無需動手就能給汽車充電。

VentureBeat表示,多年來,尼桑一直在開發無線充電技術。充電系統供應商博世甚至提供了可以安裝在車庫地面上的無線充電系統。

面向大容量電池的更大功率的充電技術

汽車廠商之前提供的感應充電系統的功率都略低于3千瓦。但是,位于日本厚木的尼桑技術中心一名高管稱,“3千瓦的功率不夠高,因此我們在研發功率更高的無線充電系統。”

尼桑目前在開發功率約為7千瓦的無線充電系統,這樣的系統能輕松地在一個晚上給容量更大的電池充滿電,例如尼桑正在開發的一款續駛里程達到200英里(322公里)、容量為60千瓦時的電池

目前開發的無線充電系統已經具有更大靈活性,業內高管稱車輛可以停泊到距離無線充電“靶眼”前、后、左、右至多4英寸(10厘米)遠的地方。

VentureBeat稱,尼桑開發的最新無線充電系統可以使充電板之間距離達到約4-6英寸(10-15厘米),在之前的3千瓦充電系統中,這一距離小于4英寸。


對于普通乘用車輛來說,這是一個更自然的高度,使得傳輸單元可以安裝在與地面平齊的充電板中,接收單元可以安裝在位于汽車殼體中、尾段的充電板中,而不影響正常的離地凈高。未來,尼桑希望能把充電板與汽車間的距離提高到6英寸以上,這會更適合跨界車使用。

此外,尼桑新充電系統的效率為85%或更高——與部分之前的感應充電系統相比是一個相當高的數字。

VentureBeat指出,尼桑將從今年開始對新系統進行行駛測試,它希望未來數年能說服其他汽車廠商采用同一標準。這樣的系統要到下一個年代才會大規模部署。該項目領導人和其他人堅信標準化是必須的,尼桑期望在合適的時機與其他廠商分享其技術。他們認為,業界不能有另外一個CHAdeMO和Combo(Level 3快速充電技術的兩個標準),他們是正確的。

因此,在未來許多年內,用戶還需要與充電器電纜打交道,還需要找合適的充電接口,并幻想更整潔的無線充電未來。

大眾發布新車載技術 無線充電/遙控停車等

 日前,大眾在2015 CES電子消費展開展前夕發布了全新車載信息系統、無線充電和遠程遙控停車等技術。

大眾全新的信息系統將可以連接蘋果手機和配備安卓系統的手機,使得車內成員的手機與中控屏幕進行互聯。另外,未來大眾該信息系統還將加入手勢識別功能,可以通過車載攝像頭識別手勢,使得駕駛者無需進行按鍵或觸摸屏操作。

未來大眾的信息系統還將對智能手機進行更全面的支持,用戶可以通過安裝特定App的智能手機控制汽車的鎖車和開車門等功能,同時其還可以通過智能手機進行遙控停車。車主可以站在車外,通過操作手機實現停車入位。

此外,未來大眾的高爾夫電動版車型將配備無線充電系統,車主將車子開到充電站的車位上,便可以進行無線充電。

揭秘無線充電背后你不知道的一面 當心電離輻射!

導讀: 本質上無線充電就是應用了我們所熟悉的電磁感應原理,即電流流過線圈會產生磁場,與磁場靠近的線圈會產生感應電流

本質上無線充電就是應用了我們所熟悉的電磁感應原理,即電流流過線圈會產生磁場,與磁場靠近的線圈會產生感應電流。變壓器是利用電磁感應原理的典型設備。只不過變壓器的初級線圈和次級線圈是纏繞在同一個鐵氧體上的,從而能更好的拴住磁場。如果把鐵氧體去掉,讓初級線圈和次級線圈直接在空氣中進行電磁感應,變壓器就可以“搖身一變”,成為無線充電設備的原型了。但是,由于磁場在空氣中耗散比較嚴重,電能傳輸效率會大打折扣,導致無線充電的成本過高。特斯拉的磁場共振技術有效解決了這個問題,使無線傳輸距離從幾厘米增加到數米。這個距離對汽車等大型用電器已經夠用了。這使得去掉用電器的連接線變得指日可待。

 無線充電的優點很明顯,但正如一個硬幣的正反面,無線充電所產生的大功率電磁輻射,成為阻礙無線充電大規模使用的一大阻礙。說到電磁感應,不得不提工頻干擾。我們輸送電力用的是交流電,變化的電流會產生變化的磁場,我們的電力傳輸線就在不斷的對外發出電磁波。電磁輻射問題一直是居住在電力線附近小區居民關心的問題,工頻干擾這種人為產生的電磁輻射現如今已經充滿整個地球了。當您打開示波器,手摸到探頭時一個完美的正弦波會出現在屏幕上,而且正弦波的頻率正好顯示為50HZ。下圖示波器屏幕所顯示的,正是電力線輻射出的電磁波。

工頻干擾的50HZ頻率不足以讓我們擔心,大功率的電磁輻射才是我們所害怕的。長時間遭受電力線的磁場輻射會有害健康已是科學界的共識,大功率磁場對身體的損傷就更為嚴重。但是,無線充電為了提高充電速度,就必須提高電壓和頻率,產生大功率磁場是不可避免的。手機無線充電這種小功率磁場尚且不必擔心,況且它作用距離也就那么幾厘米。而對于汽車無線充電這類充電場景,潛在的危險就讓“早已看穿一切”的小編有點擔心了。

對于已經實現電力遠距離無線傳送的特斯拉先生,或許也已經解決了電磁輻射對人類身體的損傷問題。但他老人家已經作古,生前的研究資料也已經被美國FBI保密封存。我們暫時是指望不上了,所以相關協會對無線充電技術提出了比較嚴格的安全指標和環境標準。畢竟,沒有人想“吃著火鍋,唱著歌,突然就被電磁輻射了”!這里,小編首先能想到的是以后誰家汽車是無線充電的,就必須在自家車庫上貼上下面這個標志。

其次,人怕輻射,用電器也怕輻射。當你在為汽車進行無線充電的時候,如果你的車庫里正好也有幾盞熒光燈,那么別害怕,因為熒光燈會詭異的亮起來。采用磁共振傳輸方式的無線充電裝置,確實能讓它周圍的熒光燈發光。這與熒光燈的發光原理有關。熒光燈是靠燈管里的氣體產生電離而使燈管內表面的熒光粉發光的。無線充電產生的電磁波正是能夠讓燈管里的氣體發生電離,所以特斯拉生前照片里總是拿著一盞發著光的熒光燈。

您如果怕被詭異的熒光燈嚇到,只需要把熒光燈換成白熾燈就好了。不過,國家已經明令白熾燈泡停產了,剩下的就只能選擇led燈。但抱歉的是,似乎Led在電磁場中也不夠“堅定”平時愛做電路實驗的小編可以告訴大家,在電磁輻射環境下,斷電的led也發生了莫名其妙的閃爍(我想是led燈的導通電壓太低的緣故吧)。

  好吧,我們先把詭異的熒光燈用擦車布蓋一下,好在為車充電的時候不用拖動沉重的電纜。無需電纜是無線充電走入家庭的最大優勢。但無線充電需要發射線圈,也需要一個接收線圈(只有熒光燈這種另類才不需要接收線圈,原理我上面也講了),任何技術的廣泛普及都是需要統一的標準,我們先看看無線充電需要哪些標準和認證吧!

  無線充電行業以前有三大標準組織分別是:WPC、PMA和A4WP。2014年初PMA和A4WP兩家開始合作,最后只剩下兩大標準組織。

  [1] Qi是全球首個推動無線充電技術標準化的組織--無線充電聯盟WPC推出的“無線充電”標準。WPC成員中有將近200家科技公司,該標準允許無線充電設 備的最大輸出功率不超過5W,一般多為手機廠商所用。目前共有12款汽車提供符合Qi標準的無線充電設備,而共計80種不同型號的智能手機均可適配。此 外,宜家出售的部分型號的組合式書桌以及床頭燈內置了Qi標準的無線充電器。

  [2] 由Power Matters Alliance推出的PMA標準,是Qi的直接競爭者,主攻快餐市場。目前全美幾百家麥當勞和星巴克連鎖店中都已經開始向消費者提供符合PMA標準的無線充電器;

  [3] 無線充電聯盟A4WP推出Rezence標準。它允許多個設備同時充電,而且在設備的位置與角度上較具彈性,其充電能力與時間也較符合消費者期待,最高傳 輸功率不超過50W。盡管目前還沒有適配Rezence標準的電子產品問世,但英特爾表示將在為平板和筆記本電腦研發的下一代微型處理器芯片上集成這一技 術,最早明年將會有大量新產品問世。

  我們看到,無論采用哪個充電標準,無線充電都存在輻射風險。在這個連wifi輻射都會觸動民眾敏感神經,導致巨大輿論壓力的時代,無線充電要走進千家萬戶,還真的任重而道遠。在電磁輻射被真正“馴服”之前,對無線充電傳輸效率的評估變的尤為重要。

 50HZ的工頻干擾可以很容易的被示波器捕捉到,那么有沒有方法對無線充電產生的輻射進行測量呢?答案是肯定的。目前存在兩種方法可以滿足我們的要求,一是直接對無線充電產生的電磁輻射進行測量,根據測量結果來評估其對環境危害的大小。二是對無線充電的傳輸效率進行測量,我們認為丟失的能量減去產生的熱能就是散發到周圍環境中的輻射能。對于第一種方法比較簡單直接,只需拿著測量儀表在無線充電裝置周圍移動,聽到響聲或看到報警提示就知道電磁輻射超標了。第二種方法則專注于電能的傳輸效率,能讓我們更好的了解無線充電裝置的性能。最近是德科技就推出一款針對其E5072A/ E5061B/ E5063A ENA系列網絡分析儀的無線電能傳輸分析軟件。借助該軟件,ENA系列網絡分析儀能夠有效地響應市場對新興無線充電(又叫無線電能傳輸,WPT)測試的需求。是德科技也成為唯一一家基于矢量網絡分析儀提供WPT分析解決方案的廠商。

  目前公認的對電磁波進行屏蔽的最有效措施是給產生電磁波的物體加個金屬罩子。原理小編就不多介紹了,這是門很專業的學問。有金屬外墻的樓宇里手機信號往往不好,就是因為存在金屬材料對電磁場的屏蔽作用。所以,如果您真的擔心電磁輻射,那就可以到鐵匠鋪里訂制一套金絲鎧甲,穿在身上,防刀劍又防電磁輻射·····




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