电动车无线充电技术:驾驶者的梦想,也是车厂的梦想

董车会

2016-04-06 17:17

电动车这个巨大的市场,看来已经被特斯拉敲开了大门,但一众公司也不甘后人的想分享这个大饼。虽然,爱范儿说过电动车比起传统内燃机汽车的入门门槛要低,但相比起传统汽车来说,它有一个难以逾越的门槛:那叫做电网。特斯拉在红火起来之前的十年,花了大量的时间和金钱,在全球各地铺设电网,减少电动车用户在充电上的不便,现在到了他们的收成期了。

现在,轮到其它公司考虑如何克服这个门槛。

高效的无线充电

美国的 ORNL (Oak Ridge National Laboratory) 实验室,就伙拍了以丰田为首的一堆企业去克服电网门槛问题,但这回的改进却不是特斯拉在大搞的充电桩,而是另一个比较不受注目的技术:无线充电。无线充电并不是什么新玩意,但却是一种不易推广和实行的玩意:无线充电由于效率奇低,导致充电速度远比一般充电桩要慢、但成本却要更高,这对于本来充电已经十分麻烦的电动车来说十分致命。

2009 年,韩国科学技术院 (KAIST) 曾研发了 60-80% 效率无线充电方案,但仍然未能广被接纳。而 ORNL 的方案(下图)则进一步把效率提高度 90%,把无线充电的效率提高至与有线相近的水平;加上他们采用了 20kw 功率的无线充电器,是传统 8.8kw-11kw 功率的家用有线充电器的 2-3倍,预计充电速度亦有可能提升(下图)。他们更考虑到像巴士之类大型车辆的需要,目前已经积研发 50kw 功率的无线充电技术。

wireless charger

充电速度对于电动车来说,十分重要。传统内燃机汽车在电油用光后,可以直接到加油站加油,只需几分钟时间,就能让爱车继续再跑几百公里。但电动车本身充电本身就十分慢,根据特斯拉的统计,一般家用的 11kw 充电桩,充电半小时就只能跑 27 公里左右,要让爱车跑长途旅程,一整晚的充电时间是不可少的。

可是,以 ORNL 目前 20kw 的充电功率,仍然远逊于特斯拉自家 120kw 的“特斯拉超级充电站” (Tesla Superchargers)。

一直充电的魅力

既然最新的无线充电技术仍然远远不如超级充电站,那为什么丰田之类的公司还要孜孜不倦的研发无线充电技术?我们的手机用无线充电,是因为可以更方便的充电;但电动车用无线充电,目的是可以在路上一边开车一边充电。

无疑,目前的无线充电技术仍然不够成熟,使用上仍然有很大限制;但它理论上能让汽车沿着“电力路段” (Power Track) (下图)一边行驶,一边透过无线技术充电。尽管无线充电技术充电速度不高,但你只要大部份时间在 Power Track 上开车,那就再也不用担心没电。而且,只要驾驶者长期逗留在 Power Track 里,电动车的电池也会经常保持饱满,即使偶尔面对一些突发的长途旅程,也能应付自余。

olev-3

相比之下,特斯拉超级充电站虽然充电速度很高,但家用的电表并不能应付特斯拉超级充电站的 120kw 功率,当用户真的在电量不足的情况下需要快速充电,那就在家中的充电桩先呆上一会,然后前往在各地的特斯拉超级充电站排队充电。简言之,如果用户经常要进行长距离通勤,特斯拉超级充电站可能会更合适;但如果用户经常在固定路线短矩离上下班,偶尔跑一次长途的话,其实无线充电可能会更方便。

诚然,尽管我们仍然很乐观地预计未来的马路都会变成 Power Track,但目前而言,车用的无线充电网络仍然是块不能充饥的“画饼”。

充电器的大棋局

跟据 ONRL 的说法,他们计划在 2022 年让电动车变得更实用,但这个实用的“画饼”是否由谁来绘画,就是一个很重要的关键。丰田等公司参与全新的无线充电技术,除了考虑用户的方便程度,也可能考虑到无线充电布局的问题。

Tesla chargers

也许在不同国家的范畴,各有主流充电桩的网络,但在全球范围内最大的电网,可能还是特斯拉(上图)。虽然充电桩的成本和充电标准的问题一直困扰着特斯拉,但他们烧钱多年后目前正步入收成期:特斯拉的充电桩数目是吸引特斯拉用户的一个很重要因素,尽管未来特斯拉电桩开放后,亦会成为特斯拉的一个巨大“金矿”。

可是在无线电网的布局上,目前仍然处于真空状态。有志于电动车的公司既无力在充电桩上争先,就更不能不提早考虑未来无线网络的布局,抢无线电网的标准和专利,并透过设置自家无线电网,来推自己品牌的电动车。

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