电动汽车无线充电技术解决方案研究成果及产业现状分析

电动汽车充电解决方案

在谈到电动汽车时，有多种方法为汽车“补充”能量，包括电池充电，电池交换和加氢（图2）。Rosina指出，氢气加氢被用于氢燃料电池电动汽车，这在电动汽车市场中只占很小的一部分。在更换电池的情况下，通过结合使用计算机视觉和无线通信，工作站可以识别要更换的每个电池模块的确切位置。我们在EE Times上更深入地介绍了该主题。

图2：如何为电动汽车充满能量（来源：YoleDéveloppement）

Rosina说：“为了达到政府严格的CO2减排目标，车队的电气化已成为强制性措施。”“尽管存在不同程度的电气化，但只有在电动汽车和插电式混合动力电动汽车中通过'强电气化'才能实现必要的减排。”

图3：EV / HEV分类（来源：YoleDéveloppement）

通过电缆进行的导电充电包括在充电站和车辆之间手动连接导体。根据电缆的大小，电流会流过此有线连接，从而允许很高的充电容量。

这种收费方式的主要优点是：

• 降低基础设施成本

• 功率传输效率高

• 高速充电的可能性（但成本增加）

• 低维护要求

• 几乎没有电磁辐射

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这种收费方式的主要缺点是：

• 需要人工干预以解决没有自动化流程的相关缺点

• 电缆占用了停车区的空间

  
  

由于上面列出的所有优点，导电充电肯定会在未来的许多年内继续在全电动汽车中使用。根据YoleDéveloppement的“ 2021年插入式电动汽车的直流充电”报告中提到，到2020年，直流充电器市场将以15.6％的复合年增长率增长，到2026年将达到约440,000台。在不久的将来，我们很有可能还会看到与该技术相关联的具有不同自动化类型的系统。

Rosina说：“无线充电解决方案仍处于发展初期，并面临许多挑战。”“在可预见的将来，'绳'或'线'充电解决方案将一直是电动汽车的主流充电解决方案。为避免与通过充电电缆和连接器传输非常大的电流相关的挑战，我们开发了解决方案-主要用于电动公交车充电。”

威尔逊指出，无线充电需要基础设施投资（发射器垫）和车辆投资（接收器垫）。他说：“对于日程要求超出车辆电池容量的商用车，能够在例行停车期间全天接收补充费，用于弥补这一差距。”“这一范围扩展价值为商业案例提供了依据，以证明支持无线充电所需的投资是合理的。对于私人乘用车，无线充电的主要价值是便利。对于大多数人口而言，他们愿意为便利因素提供的投资相对较少。因此，我们认为，要解决这个市场，成本就必须大大降低。”

Anderson指出，当前的方法基于有线充电设备，“但是这种设备长期不使用，因为它们固有地会造成绊倒危险，容易损坏，并且即使有以下情况，也要求驾驶员将车辆插上电源：天气恶劣。

“无线感应充电技术的历史研发主要集中在发射线圈和接收线圈上；但是，当前的研发工作更多地集中在通信，用户界面和感觉阵列上。”他补充说。

与无线充电相关的安全挑战与与有线充电相关的安全挑战无异。需要类似的软件协议和加密来提供系统安全性。安德森说，对于给定的功率输出（即3.3 kW，7.2 kW，11 kW），充电时间将相对相似。

从电动自动驾驶汽车的角度来看，在汽车中实现无线充电的第一个挑战是通过通用标准的采用。“现在，SAE已发布了其第一批标准[2020年10月]，我们朝着这一标准迈出了第一步，”安德森说。“现在，我们需要消费者要求无线充电可以提供的便利性和价值主张，以确保电动汽车OEM厂商开始采用'无线就绪'或'具有无线功能的电动汽车。但是，应该注意的是，无线充电可以实现自治。实际上，众所周知，没有无线充电技术就不会实现无人驾驶自主。”

SAE International发布的SAE J2954和SAE J2846 / 7标准已经制定了标准，以规范能量交换，该能量交换能够以高达94％的效率和高达25 cm的板间距离对高达11 kW的充电进行充电。相同的系统可以应用于自主基础设施，这些基础设施是为能够自动停车和充电的汽车设计的。