Razvoj vozila na novu energiju je u punom jeku, a pitanje nadopunjavanja energije također je postalo jedno od pitanja kojem je industrija posvetila punu pozornost. Dok svi raspravljaju o prednostima prekomjernog punjenja i zamjene baterija, postoji li "Plan C" za punjenje vozila na novu energiju?
Možda pod utjecajem bežičnog punjenja pametnih telefona, bežično punjenje automobila također je postalo jedna od tehnologija koju su inženjeri prevladali. Prema izvješćima medija, nedavno je tehnologija bežičnog punjenja automobila doživjela revolucionarna istraživanja. Istraživački i razvojni tim tvrdio je da bežična punjača može prenositi energiju u automobil s izlaznom snagom od 100 kW, što može povećati stanje napunjenosti baterije za 50% u roku od 20 minuta.
Naravno, tehnologija bežičnog punjenja automobila nije nova tehnologija. S porastom vozila na novu energiju, razne tvrtke već dugo istražuju bežično punjenje, uključujući BBA, Volvo i razne domaće automobilske tvrtke.
Sveukupno, tehnologija bežičnog punjenja automobila još je u ranoj fazi razvoja, a mnoge lokalne samouprave također koriste ovu priliku kako bi istražile veće mogućnosti za budući prijevoz. Međutim, zbog čimbenika poput troškova, snage i infrastrukture, tehnologija bežičnog punjenja automobila komercijalizirana je u velikim razmjerima. Postoje mnoge poteškoće koje još treba prevladati. Novu priču o bežičnom punjenju u automobilima još nije lako ispričati.
Kao što svi znamo, bežično punjenje nije ništa novo u industriji mobilnih telefona. Bežično punjenje za automobile nije toliko popularno kao punjenje za mobitele, ali je već privuklo mnoge tvrtke da požude za ovom tehnologijom.
Sveukupno postoje četiri glavne metode bežičnog punjenja: elektromagnetska indukcija, rezonancija magnetskog polja, sprega električnog polja i radiovalovi. Među njima, mobilni telefoni i električna vozila uglavnom koriste elektromagnetsku indukciju i rezonanciju magnetskog polja.
Među njima, bežično punjenje elektromagnetskom indukcijom koristi princip elektromagnetske indukcije elektromagnetizma i magnetizma za generiranje električne energije. Ima visoku učinkovitost punjenja, ali je efektivna udaljenost punjenja kratka, a zahtjevi za mjesto punjenja također su strogi. Relativno govoreći, bežično punjenje magnetskom rezonancijom ima niže zahtjeve za lokacijom i veću udaljenost punjenja, koja može podržati od nekoliko centimetara do nekoliko metara, ali učinkovitost punjenja je nešto niža od prethodnog.
Stoga su u ranim fazama istraživanja tehnologije bežičnog punjenja, automobilske tvrtke favorizirale tehnologiju bežičnog punjenja elektromagnetskom indukcijom. Reprezentativne tvrtke uključuju BMW, Daimler i druge automobilske tvrtke. Od tada se tehnologija bežičnog punjenja magnetskom rezonancijom postupno promovira, a predstavljaju je dobavljači sustava poput Qualcomma i WiTricityja.
Već u srpnju 2014. godine, BMW i Daimler (sada Mercedes-Benz) najavili su sporazum o suradnji na zajedničkom razvoju tehnologije bežičnog punjenja za električna vozila. BMW je 2018. godine počeo proizvoditi sustav bežičnog punjenja i učinio ga opcionalnim uređajem za plug-in hibridni model serije 5. Njegova nazivna snaga punjenja je 3,2 kW, učinkovitost pretvorbe energije doseže 85%, a može se potpuno napuniti za 3,5 sata.
Volvo će 2021. godine koristiti potpuno električni taksi XC40 za početak eksperimenata bežičnog punjenja u Švedskoj. Volvo je posebno postavio više testnih područja u urbanom Göteborgu u Švedskoj. Vozila za punjenje trebaju se samo parkirati na bežične uređaje za punjenje ugrađene u cestu kako bi se automatski pokrenula funkcija punjenja. Volvo je izjavio da snaga bežičnog punjenja može doseći 40 kW i da može prijeći 100 kilometara za 30 minuta.
U području bežičnog punjenja automobila, moja zemlja je oduvijek bila u prvom planu industrije. Godine 2015., China Southern Power Grid Guangxi Electric Power Research Institute izgradio je prvu domaću testnu traku za bežično punjenje električnih vozila. Godine 2018., SAIC Roewe lansirao je prvi potpuno električni model s bežičnim punjenjem. FAW Hongqi lansirao je Hongqi E-HS9 koji podržava tehnologiju bežičnog punjenja 2020. godine. U ožujku 2023., SAIC Zhiji službeno je lansirao svoje prvo inteligentno bežično rješenje za punjenje vozila velike snage 11 kW.
Tesla je također jedan od istraživača u području bežičnog punjenja. U lipnju 2023. Tesla je potrošila 76 milijuna američkih dolara na akviziciju Wiferiona i preimenovala ga u Tesla Engineering Germany GmbH, planirajući iskoristiti bežično punjenje po niskoj cijeni. Prije toga, izvršni direktor Tesle Musk imao je negativan stav prema bežičnom punjenju i kritizirao ga je kao "niskoenergetsko i neučinkovito". Sada ga naziva obećavajućom budućnošću.
Naravno, mnoge automobilske tvrtke poput Toyote, Honde, Nissana i General Motorsa također razvijaju tehnologiju bežičnog punjenja.
Iako su mnoge strane provodile dugoročna istraživanja na području bežičnog punjenja, tehnologija bežičnog punjenja za automobile još je daleko od toga da postane stvarnost. Ključni faktor koji ograničava njezin razvoj je snaga. Uzmimo Hongqi E-HS9 kao primjer. Bežična tehnologija punjenja kojom je opremljen ima maksimalnu izlaznu snagu od 10 kW, što je samo neznatno više od snage od 7 kW kod sporog punjenja. Neki modeli mogu postići snagu punjenja sustava od samo 3,2 kW. Drugim riječima, s takvom učinkovitošću punjenja nema nikakve praktičnosti.
Naravno, ako se poboljša snaga bežičnog punjenja, to bi mogla biti druga priča. Na primjer, kao što je navedeno na početku članka, istraživačko-razvojni tim postigao je izlaznu snagu od 100 kW, što znači da ako se takva izlazna snaga može postići, vozilo se teoretski može potpuno napuniti za otprilike sat vremena. Iako je još uvijek teško usporediti s superpunjenjem, i dalje je to novi izbor za nadopunjavanje energije.
Iz perspektive scenarija upotrebe, najveća prednost tehnologije bežičnog punjenja automobila je smanjenje ručnih koraka. U usporedbi s žičnim punjenjem, vlasnici automobila moraju izvršiti niz operacija kao što su parkiranje, izlazak iz automobila, podizanje uređaja, uključivanje i punjenje itd. Kada se suoče s hrpama za punjenje trećih strana, moraju ispuniti razne podatke, što je relativno nezgrapan proces.
Scenarij bežičnog punjenja je vrlo jednostavan. Nakon što vozač parkira vozilo, uređaj ga automatski prepoznaje i zatim ga bežično puni. Nakon što je vozilo potpuno napunjeno, vozilo se odmah kreće, a vlasnik ne mora obavljati nikakve daljnje radnje. S gledišta korisničkog iskustva, to će ljudima pružiti i osjećaj luksuza pri korištenju električnih vozila.
Zašto bežično punjenje automobila privlači toliko pažnje poduzeća i dobavljača? Iz perspektive razvoja, dolazak ere bez vozača mogao bi biti i vrijeme za veliki razvoj tehnologije bežičnog punjenja. Da bi automobili zaista bili bez vozača, potrebno im je bežično punjenje kako bi se riješili okova kabela za punjenje.
Stoga su mnogi dobavljači punjenja vrlo optimistični u pogledu izgleda za razvoj tehnologije bežičnog punjenja. Njemački div Siemens predviđa da će tržište bežičnog punjenja za električna vozila u Europi i Sjevernoj Americi do 2028. dosegnuti 2 milijarde američkih dolara. U tu svrhu, već u lipnju 2022. Siemens je uložio 25 milijuna američkih dolara kako bi stekao manjinski udio u dobavljaču bežičnog punjenja WiTricityju radi promicanja istraživanja i razvoja tehnologije bežičnih sustava punjenja.
Siemens vjeruje da će bežično punjenje električnih vozila u budućnosti postati uobičajeno. Osim što punjenje čini praktičnijim, bežično punjenje je također jedan od nužnih uvjeta za ostvarenje autonomne vožnje. Ako zaista želimo lansirati autonomne automobile u velikim razmjerima, tehnologija bežičnog punjenja je neophodna. Ovo je važan korak u svijet autonomne vožnje.
Naravno, izgledi su sjajni, ali stvarnost je ružna. Trenutno su metode nadopunjavanja energije električnih vozila sve raznolikije, a izgledi za bežično punjenje s nestrpljenjem se očekuju. Međutim, s trenutne točke gledišta, tehnologija bežičnog punjenja automobila još je u fazi testiranja i suočava se s mnogim problemima, kao što su visoki troškovi, sporo punjenje, nedosljedni standardi i spor napredak u komercijalizaciji.
Problem učinkovitosti punjenja jedna je od prepreka. Na primjer, raspravljali smo o pitanju učinkovitosti u spomenutom Hongqi E-HS9. Niska učinkovitost bežičnog punjenja bila je kritizirana. Trenutno je učinkovitost bežičnog punjenja električnih vozila niža od učinkovitosti žičanog punjenja zbog gubitka energije tijekom bežičnog prijenosa.
S gledišta troškova, bežično punjenje automobila potrebno je dodatno smanjiti. Bežično punjenje ima visoke zahtjeve za infrastrukturu. Komponente za punjenje obično se postavljaju na tlo, što će uključivati modifikaciju tla i druge probleme. Troškovi izgradnje neizbježno će biti veći od troškova običnih stupova za punjenje. Osim toga, u ranoj fazi promocije tehnologije bežičnog punjenja, industrijski lanac je nezreo, a troškovi povezanih dijelova bit će visoki, čak i nekoliko puta veći od cijene kućanskih AC stupova za punjenje iste snage.
Na primjer, britanski autobusni prijevoznik FirstBus razmatrao je korištenje tehnologije bežičnog punjenja u procesu promicanja elektrifikacije svoje flote. Međutim, nakon inspekcije utvrđeno je da je svaki dobavljač ploča za punjenje na tlu naveo cijenu od 70.000 funti. Osim toga, visoki su i troškovi izgradnje bežičnih cesta za punjenje. Na primjer, troškovi izgradnje bežične ceste za punjenje duge 1,6 kilometara u Švedskoj iznose približno 12,5 milijuna američkih dolara.
Naravno, sigurnosna pitanja također mogu biti jedno od pitanja koja ograničavaju tehnologiju bežičnog punjenja. S gledišta utjecaja na ljudsko tijelo, bežično punjenje nije velika stvar. U "Privremenim propisima o upravljanju radiom bežične opreme za punjenje (prijenos energije) (Nacrt za komentare)" koje je objavilo Ministarstvo industrije i informacijske tehnologije navodi se da je spektar od 19-21 kHz i 79-90 kHz isključivo namijenjen za bežično punjenje automobila. Relevantna istraživanja pokazuju da samo kada snaga punjenja prelazi 20 kW i ljudsko tijelo je u bliskom kontaktu s bazom za punjenje, to može imati određeni utjecaj na tijelo. Međutim, to također zahtijeva od svih strana da nastave popularizirati sigurnost prije nego što je potrošači mogu prepoznati.
Bez obzira koliko je tehnologija bežičnog punjenja automobila praktična i koliko su scenariji korištenja prikladni, još je dug put prije nego što se može komercijalizirati u velikim razmjerima. Izlazak iz laboratorija i njegova primjena u stvarnom životu, put do bežičnog punjenja automobila dug je i naporan.
Dok sve strane intenzivno istražuju tehnologiju bežičnog punjenja automobila, tiho se pojavio i koncept "robota za punjenje". Problemi koje treba riješiti bežičnim punjenjem predstavljaju pitanje praktičnosti punjenja za korisnike, što će u budućnosti nadopuniti koncept vožnje bez vozača. Ali postoji više od jednog puta do Rima.
Stoga su "roboti za punjenje" također počeli postajati dodatak u inteligentnom procesu punjenja automobila. Nedavno je nova eksperimentalna baza energetskog sustava u Pekinškoj podcentralnoj građevinskoj nacionalnoj demonstracijskoj zoni zelenog razvoja lansirala potpuno automatskog robota za punjenje autobusa koji može puniti električne autobuse.
Nakon što električni autobus uđe u stanicu za punjenje, sustav vida bilježi informacije o dolasku vozila, a sustav dispečiranja u pozadini odmah izdaje zadatak punjenja robotu. Uz pomoć sustava za pronalaženje puta i mehanizma za hodanje, robot se automatski vozi do stanice za punjenje i automatski hvata pištolj za punjenje, koristeći tehnologiju vizualnog pozicioniranja za identifikaciju lokacije priključka za punjenje električnog vozila i automatsko punjenje.
Naravno, automobilske tvrtke također počinju uviđati prednosti „robota za punjenje“. Na sajmu automobila u Šangaju 2023. godine, Lotus je predstavio robota za brzo punjenje. Kada je potrebno napuniti vozilo, robot može ispružiti svoju mehaničku ruku i automatski umetnuti pištolj za punjenje u otvor za punjenje vozila. Nakon punjenja, također može samostalno izvući pištolj, dovršavajući cijeli proces od pokretanja do punjenja vozila.
Nasuprot tome, roboti za punjenje ne samo da imaju praktičnost bežičnog punjenja, već mogu riješiti i problem ograničenja snage bežičnog punjenja. Korisnici također mogu uživati u užitku prekomjernog punjenja bez izlaska iz automobila. Naravno, roboti za punjenje također će uključivati troškove i inteligentna pitanja poput pozicioniranja i izbjegavanja prepreka.
Sažetak: Pitanje nadopunjavanja energije za vozila s novim izvorima energije oduvijek je bilo pitanje kojem sve strane u industriji pridaju veliku važnost. Trenutno su rješenje za prekomjerno punjenje i rješenje za zamjenu baterija dva najpopularnija rješenja. Teoretski, ova dva rješenja su dovoljna da do određene mjere zadovolje potrebe korisnika za nadopunjavanjem energije. Naravno, stvari se uvijek kreću naprijed. Možda s dolaskom ere bez vozača, bežično punjenje i roboti za punjenje mogu otvoriti nove mogućnosti.
Vrijeme objave: 13. travnja 2024.