電動車“續航焦慮”有解了!公路魔改「無線充電板」,邊跑邊充電
近日成都某小區,一男子將電動車推到電梯裏,隨後電動車冒煙爆燃,致使5人受傷,其中包括一名5個月大嬰兒傷情較重。此事一出,再一次引發了公眾對電動車能否進電梯的熱議。
其實電動車進電梯早已屢見不鮮,在此我們不對這個做法進行討論和質疑,但此次事件暴漏或者説放大了兩個現實問題:電動車電池安全性缺失和地面充電設施的不足。
無線充電能夠提升電池安全?目前相關部門還未發佈對該事件的調查結果,但現場的視頻來,電動車從起火到爆燃僅僅只有幾秒鐘的時間,這一現象非常符合鋰電池的爆炸表現。
當下市場上的電瓶車電池,按照市場佔有率從高到低,主要分為免維護鉛酸蓄電池、三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池、鈦酸鋰電池五種。其中鉛酸蓄電池、磷酸鐵鋰和鈦酸鋰安全性極高,即使電池短路或者砸穿,也只會冒煙或緩慢燃燒,所以該輛電瓶車極有可能是使用了三元鋰電池。
三元鋰電池單位電能相對較大,也就是俗稱的“有勁”,所以追求速度的車主在購車後會自行將原車電池更換為鋰電池,而劣質電池以及不規範的封包則會大大降低電池的安全性,在收到尖鋭物體的撞擊就很有可能發生爆燃,此前某品牌電動汽車接連出現自燃事故,也是讓整個行業開始重新審視三元鋰電池。
此外,劣質充電器、線纜等充電設備也是電池自燃的隱患元素。其實不少從業者已經重視電動車充電和電池安全問題,其中無線充電具有無實物連接、電壓穩定、防浪湧的優點,成為了電動車充電的重要發展方向。
2020年雅迪就發佈了兩輪電動的無線充電系統,該無線充電系統有一個大號的充電底座,只需將支持無線充電的電動車停放其上即可開始充電,充電距離最大15cm,參數上最大充電功率可達 350W,充電效率最高達 89%。
而一些第三方廠家已經更早地開始了無線充電的商用,通過對原車的改造,實現無線充電功能。
甚至有位民間大神也把自己的愛車改成了無線充電。
相比目前電動車這種有線連接充電方式,無線充電技術優勢非常明顯。它不含外漏端口,無需人工操作,不佔據地上空間,而且運行安全、充電智能、方案配置靈活等優點。
其實無線充電技術也不是什麼新鮮玩意兒,在電動汽車行業人們早已開始了研究。
電動汽車無線充電早已開始從國外車企來看,特斯拉、沃爾沃、奧迪、寶馬、奔馳等傳統汽車都已經開始研發或測試旗下電動車的無線充電系統。全球通訊以及IT界的新貴們也伸向了電動車無線充電的新領域。
特斯拉作為當今電動汽車廠商中的佼佼者,在發佈Mdole S P100D、Model X P100D兩款高性能車型之後,也曾傳出要為Modle S推出了一套專屬的無線充電系統PluglessPower。
它被設計成了類似掃地機器人的模塊形狀,使用時車主將車輛停在該模塊上,此時固定在地面的充電模塊和車內加裝的約16公斤的接收模塊便可以開始工作,為ModelS充入電能。
高通也曾展示了自己研發的Halo無線汽車充電技術,它的設備主要由電源、發射面板、車載接收面板以及控制器組成,與汽車之間無需任何的線纜鏈接。在需要充電時,用户僅需將車輛停放在Halo的充電板上即可。
而沃爾沃利用的則是道路充電的方式,他們通過將兩個電源線鋪設在公路上,電動車經過時便可獲得電力供應。這項技術的核心在於汽車得搭載集電器,集電器與公路上的電纜連接,利用直流電充電。汽車不必走在電纜的中央,但必須時速大於60公里。
在國內,也同樣有很多車企在努力研究無線充電技術。
早在2012年6月,中興新能源就研製出了無線充電技術樣機,並在2014年將該技術應用到城市公交大巴上。
去年7月,蔚來也公佈了其無線充電的專利,據稱該項專利發明能夠降低無線充電系統的安裝成本,擴展其應用範圍,並能夠在充電過程中,有效地減少車輛的環形導體產生的環形電流。
同時在去年5月,中國電力企業聯合會(CEC)批准併發布了一套電動汽車無線充電國家標準,該標準將會基於美國WiTricity公司開發並獲得專利的磁共振無線充電技術,這是當前無線充電效率最高的技術。
電動汽車的無線充電明明已經有了這麼多方案,為什麼只能看到一直在建充電樁,卻沒有普及電動車無線充電呢?
電動車無線充電普及任重道遠目前主流的汽車無線充電技術有兩種——電磁感應、磁場共振。其中,電磁感應能量轉化率高,但只能一對一充電,供電時間距離近使用場景不廣泛。磁場共振的優點就是一對多的充電方式,不需要精準定位。但無論哪種方式,充電功率低以及能量轉化效率低都是目前還無法解決問題。
同時,設備成本高也是阻礙其發展的絆腳石之一。以寶馬530e iPerformance為例,其早先發布的wallbox充電樁單價需1000美元,而無線充電設備價格,尚未發佈,恐怕不再是1000美元所能覆蓋了。
此外,一種被成為動態無線充電的方案也是未來趨勢之一,它相當於把公路作為充電設備,車輛在行走時就可以同時進行充電。
之前廣西公交公司就與電網聯手打造了一條無線充電公路,使車輛在公路上實現“邊充邊走”。但是最終僅公路的造價就花費了幾十億,成本過高,電能轉化率低,與節能時代方向不符,最終也未能大面積採用。
近日,康奈爾大學的研究人員則公佈了一個全新的研究,把美國的道路變成無線充電器,實現汽車邊走邊充的目的。
研究人員設想,通在道路上嵌入特殊的金屬板,通過其連接電力線和高頻逆變器。這些極板會產生交變電場,吸引和排斥一對固定在電動汽車底部的匹配極板,從而實現發電。
另外,這條充電道路還有自動計費的功能,如果你的電動汽車沒有電了,可以進入這個充電通道,然後這條充電通道能夠識別是哪輛車駛入了車道,並隨後發佈賬單到車主手中。
不過這項技術也遇到了一些問題,研究人員似乎還找不到能夠處理車輛行駛時所需的高功率的部件。因為它必須是一種不僅能防風雨而且還能承受住過往車輛的高壓和高温的材料。即使有這樣的材料,也需要一段時間才能在道路上看到類似的東西。而想要在全國廣泛部署,可能需要數十億,甚至數萬億美元的投資。但是,如果真的實現了,這也從根本上改變了電動汽車的充電問題。