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我国走在电动汽车无线充电标准最前沿


    来源:中国汽车报网    更新时间:2022-04-22       评论: 0

   最近,获得新一轮融资的创业公司纵目科技,其最新发展情况也随之公布。值得一提的是,这家专注于自动驾驶发展的企业,还自主研发了1~3kW无线充电系统、11kW电动汽车无线充电系统,可实现即停即充功能。据称,前者主要应用于无人配送车、无人零售车和工厂AGV等场景;后者主要应用于新能源乘用车,提供泊车之后的无线充电服务。2021年6月,纵目科技无线充电业务已正式落地重庆北碚区。
   在国际市场上,3月初,沃尔沃宣布,正在与合作伙伴共同研发一种新型无线充电技术,并在城市道路进行集成和测试。根据“哥德堡绿色城区”战略计划,瑞典哥德堡市区专门设置了为可持续技术研发活动的多个现场试验区,无线充电技术的研发与应用便是测试内容之一。充电车辆只需停在嵌入道路中的无线充电装置上,即可自动启动充电功能,驾驶员无需下车,操作方便快捷。
   无线充电技术应用向前推进
   统计数据显示,截至2021年底,我国公共充电桩共有114.7万台(直流快充桩47万台,交流充电桩67.7万台),若加上私人充电桩,总量达到261万台。然而,充电不便捷依然困扰着相当多的电动汽车用户。无线充电正是在这个行业背景下,涌现出的一种解决思路。
   无线充电最早可以追溯到我国推广新能源汽车的初期阶段。2014年10月,中兴通讯在成都“西博会”上展示了与蜀都客车携手研发的全球首款无线充电微循环电动客车。
   而行业一直没有停下对无线充电的追求脚步。去年5月,华为公开了一项名叫“一种无线充电车位泊车推荐方法及系统”的专利。专利摘要显示,本申请可被应用于智能汽车、新能源汽车、自动驾驶汽车等;车辆进入停车场时上报本车信息,停车场服务器将车辆信息与预先存储的无线充电车位信息对比匹配,综合判断当前是否存在可用充电车位。其后,吉利汽车一项无线充电专利获得批准,名称为“一种无线充电方法及控制装置”,公开号为CN110040011B。
   电网与新能源汽车领域专家黄宇生(化名)向《中国汽车报》记者介绍道,无线充电基于电磁感应原理,充电器与用电装置之间不用电线直接连接,而是通过磁场传递能量。目前无线充电技术主要有电磁感应式、磁场共振式、电场耦合式和无线电波式四种基本方式。其中,电磁感应式无线充电技术成熟度较高,已有一些厂商对此进行了验证和应用。
   根据记者的整理,截至目前,大众(奥迪)、沃尔沃、丰田、一汽、长安、吉利、上汽、北汽、广汽、比亚迪等国内外主流车企,都对无线充电展开了技术研发和布局。从产品端来看,宝马530e    iPerformance、上汽荣威Marvel    X先后配装无线充电设备,即将上市的智己汽车也提供了无线充电选装功能,并宣称将是全球首款支持无线充电的量产车。
   事实上,这一前沿领域的发展也获得了政策的支持和鼓励。《新能源汽车产业发展规划(2021~2035年)》在“加快充换电基础设施建设”的内容中提及,要加强智能有序充电、大功率充电、无线充电等新型充电技术研发。而据记者了解,在电动汽车无线充电领域,我国的标准制定再一次走在了世界前列。
   无线充电国标制定领先行业
   “最近引起行业和公众关注的电动汽车无线充电技术,经历前期研究,已发展了一段时间。”上海万暨电子科技有限公司(以下简称“万暨电子”)总经理杨国勋告诉记者,“2005年,美国麻省理工学院(MIT)物理系教授Marin    Soljacic团队,提出了采用高合磁谐振器进行远距功率传输的物理理论。2019年,MIT孵化的科技公司WiTricity,收购高通Halo无线充电技术。行业也是逐步确定了电动汽车无线充电的技术发展方向。”
   据介绍,无线充电技术通过在停车位等地面安装发生装置,在整车底盘位置安装接收装置,依靠电磁转换原理,将电能传输至整车的电池内。与充电桩为代表的有线插拔方式相比,无线充电更具有安全性与可靠性。
   “一个产业的兴起,尤其是相对前沿的领域,从技术原理的前期预研、到技术原型、再到商业化应用是一个漫长的过程,需要各方力量的共同推动。对于汽车行业而言,标准制定、实施可以起到助推剂、催化剂的作用。”杨国勋表示,“产业界达成共识,形成了统一的标准,技术的商业化落地才会更加轻松。”
   “在标准的前瞻性引领方面,我们长期扮演‘学生’的角色,务实地采取了跟随策略。”黄宇生告诉记者,“以传统燃油车为例,无论整车还是零部件,无论开发流程还是试验方法,汽车业成熟发达的国家和地区已有系统性的标准,并根据实际发展情况不断更新。不过,随着我国推广新能源汽车,这种‘惯例’产生了变化。中国是全球最大的新能源汽车市场,我们在很多标准领域都走在国际前列。”
   对此,杨国勋表示认同:“从结果来看,情况是这样的。2020年,中国领先全球,发布了一套电动汽车无线充电国家推荐性标准GB/T    38775。随后,美国才推出SAEJ2954标准《适用于轻型插入式/纯电动汽车的无线充电功率传输及定位方法》。”据了解,2019年,包括中国电力科学研究院、中国汽车技术研究中心、浙江万安科技股份有限公司(万暨电子母公司,以下简称“万安科技”)、中兴新能源科技有限公司等标准牵头起草单位,创新性提出了基于双边LCC拓扑的汽车无线充电技术,在进行多次研讨之后,2020年、2021年陆续发布GB/T    38775系列标准
   零部件企业积极参与标准体系建设
   杨国勋提到的一系列电动汽车无线充电标准,包括通用要求、车载充电机和无线充电设备之间的通信协议、特殊要求、电磁环境限值与测试方法等多个方面。万安科技及万暨电子参与了第1部分、第2部分、第3部分、第4部分、第5部分、第6部分、第7部分标准的制定,其中《电动汽车无线充电系统第5部分:电磁兼容性要求和试验方法》,《电动汽车无线充电系统第6部分:互操作性要求及测试地面端》,《电动汽车无线充电系统第7部分:互操作性要求及测试车辆端》即将实施。
   万安科技对无线充电标准的贡献,并不仅限于GB/T38775的起草。“我们对无线充电标准体系的建设,做到了尽自己最大的努力去支持。”据杨国勋介绍,万安科技参与起草了中国汽车技术研究中心牵头的《电动汽车无线充电系统B类设备的通信协议一致性要求及测试》(以下简称《一致性要求及测试》),该标准目前处于征求意见稿的状态。《一致性要求及测试》的意义在于,将车载端与地面端充电设施统一起来,以实现不同电动汽车与不同地面端充电桩之间高效、安全地无线充电,保证通信协议的一致性。据悉,这项标准梳理了电动汽车无线充电通信的一般流程,设计了一种一致性测试的软硬件架构,提出了通信协议的一致性测试方法。这项工作对于完善电动汽车无线充电领域相关标准具有帮助和指导意义。
   此外,万安科技还参与起草了归口于新能源行业电动汽车充电设施标准化技术委员会的《纯电动场(厂)内机动车辆无线充电系统技术条件》。这项标准先于无线充电国标发布,填补了国内纯电动场内车辆无线充电标准的空白,率先开启了纯电动场内车辆上无线充电技术的应用先河,具有重大的现实意义和社会效应。
   实现系统的互操作性是下一个目标
   “汽车无线充电技术发展至今,到了产业化的‘前夜’。对于无线电能传输系统本身,无论功率变换、系统控制还是磁场环境等方面的问题都已得到有效解决并趋于成熟。由于电动汽车无线充电应用场景的复杂和工况恶劣,目前技术难点大多集中在辅助功能(异物监测、生物体检测、定位对齐)方面。我们的产品经过了大量的环境试验和实车验证,还需要大量的客户使用反馈,加以优化和持续改善。”杨国勋表示,“在标准制定过程中,我们也面临着不少的挑战。随着电动汽车无线充电技术的普及,系统供应商越来越多、所覆盖的车型越来越广、使用场景也更加多样,因此解决不同品牌产品间的互操作性已成为标准发展的重点、难点问题。可以预见,实现系统(包括无线电能传输系统和辅助功能)的互操作性将成为未来国内外相关标准要达成的主要目标。”
   “我们在标准制定的过程中,积极提供无线充电系统用于性能、EMC测试并制作标准源用于互操作测试,为无线充电系统标准的拟定提供数据支撑。”杨国勋介绍道,“在无线充电这一领域,中国国标是世界首发,无疑具有前瞻性。同时,中国是世界最大的新能源汽车生产和销售市场,汽车智能化、网联化发展也处于全球前列。无线充电能够改善充电体验,打通全场景的智能驾驶关键环节,市场对这项技术和产品的需求迫切。作为新能源汽车产业链的一员,万暨电子也是无线充电国标的起草单位之一,肩负着行业‘拓荒者’的使命。”
   目前,我国电动汽车无线充电(≤22kW)采用定频工作方式,标称频率为85.5kHz。而从应用来看,我国电动汽车无线充电技术应用目前处于起步阶段,万安科技为红旗EHS-9研发的11kW无线充电系统已实现全球首发,成为电动乘用车无线充电产业化的开端。杨国勋表示:“我们抱有发展紧迫感和行业使命感,未来将继续致力于为标准制定提供自己独特的智慧与能力,助力提升新能源汽车的使用体验,不断为做大、做强我国新能源汽车产业贡献力量。”
   
 

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