Jaunu enerģijas transportlīdzekļu izstrāde rit pilnā sparā, un arī enerģijas papildināšanas jautājums ir kļuvis par vienu no jautājumiem, kam nozare ir pievērsusi visu uzmanību. Kamēr visi apspriež pārmērīgas uzlādes un akumulatoru nomaiņas priekšrocības, vai ir "plāns C" jaunu enerģijas transportlīdzekļu uzlādēšanai?
Iespējams, viedtālruņu bezvadu uzlādes ietekmē, arī automašīnu bezvadu uzlāde ir kļuvusi par vienu no tehnoloģijām, ko inženieri ir pārvarējuši. Saskaņā ar plašsaziņas līdzekļu ziņojumiem, pirms neilga laika automašīnu bezvadu uzlādes tehnoloģija saņēma revolucionāru pētījumu. Pētniecības un izstrādes komanda apgalvoja, ka bezvadu uzlādes paliktnis var pārraidīt jaudu uz automašīnu ar 100 kW izejas jaudu, kas 20 minūšu laikā var palielināt akumulatora uzlādes statusu par 50%.
Protams, automašīnu bezvadu uzlādes tehnoloģija nav jauna tehnoloģija. Līdz ar jaunu enerģijas transportlīdzekļu pieaugumu, dažādi spēki jau ilgu laiku ir pētījuši bezvadu uzlādi, tostarp BBA, Volvo un dažādas pašmāju automašīnu kompānijas.
Kopumā automašīnu bezvadu uzlādes tehnoloģija joprojām ir sākuma stadijā, un daudzas vietējās pašvaldības arī izmanto šo iespēju, lai izpētītu lielākas nākotnes transporta iespējas. Tomēr tādu faktoru kā izmaksu, jaudas un infrastruktūras dēļ automašīnu bezvadu uzlādes tehnoloģija ir tikusi komercializēta plašā mērogā. Ir daudz grūtību, kuras vēl ir jāpārvar. Jauno stāstu par bezvadu uzlādi automašīnās vēl nav viegli izstāstīt.
Kā mēs visi zinām, bezvadu uzlāde nav nekas jauns mobilo tālruņu nozarē. Bezvadu uzlāde automašīnām nav tik populāra kā mobilo tālruņu uzlāde, taču tā jau ir piesaistījusi daudzas kompānijas, lai iekārotu šo tehnoloģiju.
Kopumā ir četras galvenās bezvadu uzlādes metodes: elektromagnētiskā indukcija, magnētiskā lauka rezonanse, elektriskā lauka savienojums un radioviļņi. Tostarp mobilie tālruņi un elektriskie transportlīdzekļi galvenokārt izmanto elektromagnētisko indukciju un magnētiskā lauka rezonansi.
Tostarp elektromagnētiskās indukcijas bezvadu uzlāde izmanto elektromagnētiskās indukcijas principu elektromagnētismu un magnētismu, lai radītu elektroenerģiju. Tam ir augsta uzlādes efektivitāte, taču efektīvais uzlādes attālums ir īss, un arī uzlādes vietas prasības ir stingras. Relatīvi runājot, magnētiskās rezonanses bezvadu uzlādei ir zemākas atrašanās vietas prasības un garāks uzlādes attālums, kas var izturēt no vairākiem centimetriem līdz vairākiem metriem, taču uzlādes efektivitāte ir nedaudz zemāka nekā iepriekšējai.
Tāpēc bezvadu uzlādes tehnoloģiju izpētes sākumposmā automašīnu uzņēmumi deva priekšroku elektromagnētiskās indukcijas bezvadu uzlādes tehnoloģijai. Reprezentatīvās kompānijas ir BMW, Daimler un citas transportlīdzekļu kompānijas. Kopš tā laika magnētiskās rezonanses bezvadu uzlādes tehnoloģija ir pakāpeniski popularizēta, ko pārstāv tādi sistēmu piegādātāji kā Qualcomm un WiTricity.
Jau 2014. gada jūlijā BMW un Daimler (tagad Mercedes-Benz) paziņoja par sadarbības līgumu, lai kopīgi izstrādātu bezvadu uzlādes tehnoloģiju elektriskajiem transportlīdzekļiem. 2018. gadā BMW sāka ražot bezvadu uzlādes sistēmu un padarīja to par papildu ierīci 5. sērijas spraudņa hibrīda modelim. Tā nominālā uzlādes jauda ir 3,2 kW, enerģijas pārveidošanas efektivitāte sasniedz 85%, un to var pilnībā uzlādēt 3,5 stundās.
2021. gadā Volvo izmantos tīri elektrisko taksometru XC40, lai sāktu bezvadu uzlādes eksperimentus Zviedrijā. Volvo ir īpaši izveidojis vairākas testa zonas Gēteborgas pilsētā Zviedrijā. Uzlādes transportlīdzekļiem ir jānovieto tikai uz ceļa iebūvētās bezvadu uzlādes ierīces, lai automātiski sāktu uzlādes funkciju. Volvo paziņoja, ka tā bezvadu uzlādes jauda var sasniegt 40 kW un 100 kilometrus var nobraukt 30 minūtēs.
Automobiļu bezvadu uzlādes jomā mana valsts vienmēr ir bijusi nozares priekšgalā. 2015. gadā Ķīnas dienvidu elektrotīkla Guangxi elektroenerģijas pētniecības institūts uzbūvēja pirmo vietējo elektrisko transportlīdzekļu bezvadu uzlādes testa joslu. 2018. gadā SAIC Roewe laida klajā pirmo tīri elektrisko modeli ar bezvadu uzlādi. FAW Hongqi 2020. gadā izlaida Hongqi E-HS9, kas atbalsta bezvadu uzlādes tehnoloģiju. 2023. gada martā SAIC Zhiji oficiāli laida klajā savu pirmo 11 kW lieljaudas transportlīdzekļu viedo bezvadu uzlādes risinājumu.
Un Tesla ir arī viens no pētniekiem bezvadu uzlādes jomā. 2023. gada jūnijā Tesla iztērēja 76 miljonus ASV dolāru, lai iegādātos Wiferion, un pārdēvēja to par Tesla Engineering Germany GmbH, plānojot izmantot bezvadu uzlādi par zemām izmaksām. Iepriekš Tesla izpilddirektoram Muskam bija negatīva attieksme pret bezvadu uzlādi un viņš kritizēja bezvadu uzlādi kā "zemu enerģijas patēriņu un neefektīvu". Tagad viņš to sauc par daudzsološu nākotni.
Protams, daudzi automašīnu uzņēmumi, piemēram, Toyota, Honda, Nissan un General Motors, arī izstrādā bezvadu uzlādes tehnoloģiju.
Lai gan daudzas puses ir veikušas ilgtermiņa pētījumus bezvadu uzlādes jomā, automašīnu bezvadu uzlādes tehnoloģija joprojām ir tālu no realitātes. Galvenais faktors, kas ierobežo tā attīstību, ir spēks. Kā piemēru ņemiet Hongqi E-HS9. Tā aprīkotajai bezvadu uzlādes tehnoloģijai ir maksimālā izejas jauda 10kW, kas ir tikai nedaudz lielāka par lēnās uzlādes kaudzes 7kW jaudu. Daži modeļi var sasniegt tikai sistēmas uzlādes jaudu 3,2 kW. Citiem vārdiem sakot, ar šādu uzlādes efektivitāti nav nekādu ērtību.
Protams, ja tiek uzlabota bezvadu uzlādes jauda, tas var būt cits stāsts. Piemēram, kā teikts raksta sākumā, pētniecības un izstrādes komanda ir sasniegusi 100 kW izejas jaudu, kas nozīmē, ka, ja šādu izejas jaudu var sasniegt, transportlīdzekli teorētiski var pilnībā uzlādēt aptuveni stundas laikā. Lai gan to joprojām ir grūti salīdzināt ar superlādēšanu, tā joprojām ir jauna izvēle enerģijas papildināšanai.
No lietošanas scenāriju viedokļa automobiļu bezvadu uzlādes tehnoloģijas lielākā priekšrocība ir manuālo soļu samazināšana. Salīdzinot ar vadu uzlādi, automašīnu īpašniekiem ir jāveic virkne darbību, piemēram, novietošana stāvvietā, izkāpšana no automašīnas, pistoles pacelšana, pieslēgšana un uzlāde utt. Saskaroties ar trešās puses uzlādes kaudzēm, viņiem ir jāievada dažāda informācija. , kas ir salīdzinoši apgrūtinošs process.
Bezvadu uzlādes scenārijs ir ļoti vienkāršs. Kad vadītājs novieto automašīnu stāvvietā, ierīce to automātiski uztver un pēc tam bezvadu režīmā uzlādē. Pēc tam, kad transportlīdzeklis ir pilnībā uzlādēts, transportlīdzeklis aizbrauc tieši, un īpašniekam vairs nav jāveic nekādas darbības. No lietotāju pieredzes viedokļa tas sniegs cilvēkiem arī greznības sajūtu, izmantojot elektriskos transportlīdzekļus.
Kāpēc automašīnu bezvadu uzlāde piesaista tik lielu uzņēmumu un piegādātāju uzmanību? No attīstības perspektīvas bezvadītāju ēras atnākšana var būt arī laiks lielai bezvadu uzlādes tehnoloģijas attīstībai. Lai automašīnas patiešām būtu bez vadītāja, tām ir nepieciešama bezvadu uzlāde, lai atbrīvotos no uzlādes kabeļu važām.
Tāpēc daudzi uzlādes piegādātāji ir ļoti optimistiski noskaņoti par bezvadu uzlādes tehnoloģiju attīstības perspektīvām. Vācijas gigants Siemens prognozē, ka elektrisko transportlīdzekļu bezvadu uzlādes tirgus Eiropā un Ziemeļamerikā līdz 2028. gadam sasniegs 2 miljardus ASV dolāru. Šim nolūkam jau 2022. gada jūnijā Siemens ieguldīja 25 miljonus ASV dolāru, lai iegūtu mazākuma daļu bezvadu uzlādes piegādātājā WiTricity. veicināt tehnoloģiju izpēti un bezvadu uzlādes sistēmu izstrādi.
Siemens uzskata, ka elektrisko transportlīdzekļu bezvadu uzlāde nākotnē kļūs par galveno. Bez tam, lai uzlāde būtu ērtāka, bezvadu uzlāde ir arī viens no nepieciešamajiem nosacījumiem, lai realizētu autonomu braukšanu. Ja mēs patiešām vēlamies plašā mērogā laist klajā pašbraucošas automašīnas, bezvadu uzlādes tehnoloģija ir neaizstājama. Šis ir svarīgs solis autonomās braukšanas pasaulē.
Protams, izredzes ir lielas, bet realitāte ir neglīta. Šobrīd elektrisko transportlīdzekļu enerģijas papildināšanas metodes kļūst arvien daudzveidīgākas, un bezvadu uzlādes perspektīva ir ļoti gaidīta. Tomēr no pašreizējā viedokļa automobiļu bezvadu uzlādes tehnoloģija joprojām ir testēšanas stadijā un saskaras ar daudzām problēmām, piemēram, augstām izmaksām, lēnu uzlādi, nekonsekventiem standartiem un lēnu komercializācijas progresu.
Viens no šķēršļiem ir uzlādes efektivitātes problēma. Piemēram, mēs apspriedām efektivitātes jautājumu iepriekš minētajā Hongqi E-HS9. Ir kritizēta bezvadu uzlādes zemā efektivitāte. Pašlaik elektrisko transportlīdzekļu bezvadu uzlādes efektivitāte ir zemāka nekā vadu uzlādes efektivitāte, jo bezvadu pārraides laikā rodas enerģijas zudumi.
No izmaksu viedokļa automašīnu bezvadu uzlādes apjoms ir vēl vairāk jāsamazina. Bezvadu uzlādei ir augstas prasības infrastruktūrai. Uzlādes sastāvdaļas parasti tiek novietotas uz zemes, kas ietver zemes pārveidošanu un citas problēmas. Būvniecības izmaksas neizbēgami būs augstākas nekā parasto uzlādes pāļu izmaksas. Turklāt bezvadu uzlādes tehnoloģiju veicināšanas sākumposmā rūpnieciskā ķēde ir nenobriedusi, un saistīto detaļu izmaksas būs augstas, pat vairākas reizes pārsniedzot mājsaimniecības maiņstrāvas uzlādes kaudzes ar tādu pašu jaudu.
Piemēram, Lielbritānijas autobusu operators FirstBus ir apsvēris iespēju izmantot bezvadu uzlādes tehnoloģiju sava autoparka elektrifikācijas veicināšanas procesā. Tomēr pēc pārbaudes tika konstatēts, ka katrs zemes uzlādes paneļu piegādātājs piedāvāja 70 000 mārciņu. Turklāt bezvadu uzlādes ceļu būvniecības izmaksas ir arī augstas. Piemēram, 1,6 kilometrus gara bezvadu uzlādes ceļa būvniecības izmaksas Zviedrijā ir aptuveni 12,5 miljoni ASV dolāru.
Protams, drošības problēmas var būt arī viena no problēmām, kas ierobežo bezvadu uzlādes tehnoloģiju. No ietekmes uz cilvēka ķermeni viedokļa bezvadu uzlāde nav liela problēma. Rūpniecības un informācijas tehnoloģiju ministrijas publicētajos "Pagaidu noteikumos par bezvadu uzlādes (elektroenerģijas pārvades) iekārtu radiovadību (projekts komentāriem)" teikts, ka 19-21kHz un 79-90kHz spektrs ir ekskluzīvs bezvadu uzlādes automašīnām. Attiecīgi pētījumi liecina, ka tikai tad, ja uzlādes jauda pārsniedz 20 kW un cilvēka ķermenis ir ciešā saskarē ar uzlādes bāzi, tas var ietekmēt ķermeni. Tomēr tas arī prasa, lai visas puses turpinātu popularizēt drošību, pirms patērētāji to atpazīst.
Neatkarīgi no tā, cik praktiska ir automašīnas bezvadu uzlādes tehnoloģija un cik ērti ir lietošanas scenāriji, joprojām ir tāls ceļš ejams, lai to varētu komercializēt plašā mērogā. Izejot no laboratorijas un ieviešot to reālajā dzīvē, ceļš uz automašīnu bezvadu uzlādi ir garš un grūts.
Kamēr visas puses enerģiski pēta automašīnu bezvadu uzlādes tehnoloģiju, klusi ir parādījies arī jēdziens "lādēšanas roboti". Sāpju punkti, kas jāatrisina ar bezvadu uzlādi, ir jautājums par lietotāja uzlādes ērtībām, kas nākotnē papildinās bezvadītāja braukšanas koncepciju. Bet uz Romu ir vairāk nekā viens ceļš.
Tāpēc arī "lādēšanas roboti" ir sākuši kļūt par papildinājumu viedajā automašīnu uzlādes procesā. Pirms neilga laika Pekinas apakšcentrālās būvniecības Nacionālās zaļās attīstības demonstrācijas zonas jaunā energosistēmas eksperimentālā bāze uzsāka pilnībā automātisku autobusu uzlādes robotu, kas var uzlādēt elektriskos autobusus.
Pēc tam, kad elektriskais autobuss iebrauc uzlādes stacijā, redzes sistēma uztver transportlīdzekļa ierašanās informāciju, un fona dispečeru sistēma nekavējoties izdod robotam uzlādes uzdevumu. Ar ceļa noteikšanas sistēmas un staigāšanas mehānisma palīdzību robots automātiski aizbrauc uz uzlādes staciju un automātiski satver uzlādes pistoli. , izmantojot vizuālās pozicionēšanas tehnoloģiju, lai identificētu elektromobiļa uzlādes pieslēgvietas atrašanās vietu un veiktu automātiskās uzlādes darbības.
Protams, arī automašīnu uzņēmumi sāk saskatīt “lādēšanas robotu” priekšrocības. 2023. gada Šanhajas autoizstādē Lotus izlaida zibspuldzes uzlādes robotu. Kad transportlīdzeklis ir jāuzlādē, robots var pagarināt savu mehānisko roku un automātiski ievietot uzlādes pistoli transportlīdzekļa uzlādes atverē. Pēc uzlādes tas var arī pats izvilkt pistoli, pabeidzot visu procesu no sākuma līdz transportlīdzekļa uzlādei.
Turpretim uzlādes robotiem ir ne tikai bezvadu uzlādes ērtības, bet tie var arī atrisināt bezvadu uzlādes jaudas ierobežojuma problēmu. Lietotāji var izbaudīt arī pārlādēšanas prieku, neizkāpjot no automašīnas. Protams, robotu uzlāde būs saistīta arī ar izmaksām un viedām problēmām, piemēram, pozicionēšanu un šķēršļu novēršanu.
Kopsavilkums: Jautājums par enerģijas papildināšanu jauniem enerģijas transportlīdzekļiem vienmēr ir bijis jautājums, kam visas nozares puses piešķir lielu nozīmi. Pašlaik pārlādēšanas risinājums un akumulatora nomaiņas risinājums ir divi visizplatītākie risinājumi. Teorētiski šie divi risinājumi ir pietiekami, lai zināmā mērā apmierinātu lietotāju vajadzības pēc enerģijas papildināšanas. Protams, lietas vienmēr virzās uz priekšu. Iespējams, līdz ar bezvadītāju ēras atnākšanu bezvadu uzlādes un uzlādes roboti var pavērt jaunas iespējas.
Publicēšanas laiks: 13.04.2024