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BMW 无线充电系统将于 7 月投产,率先于德国上市

BMW 无线充电系统将于 7 月投产,率先于德国上市

BMW 宣布 2018 年 7 月将投入无线充电系统生产,并于德国率先导入于 BMW 530e iPerformance PHEV 车型。未来汽车仅需停放于充电底座正上方,按下启动按钮,无需电缆即可开始充电,充电完成系统也将自动关闭,此系统率先提供车主安装于自家车库中,透过 3.2kW 功率在 3 个半小时内将电池充饱,使充电易用性与便利性有望大幅提升。

磁共振支援高功率与较远传输距离,结合高效能电力转换成为汽车主流方案

各国政府积极推进新能源车发展,提升用户在充电环节的服务体验与提升续航里程成为各车厂努力方向,除了提升电池容量外,快速充电与无线充电亦为各车厂与 Tier 1 重点研发项目。此次,BMW 推出的无线充电系统并非汽车领域首例,早在 2007 年 MIT 研究团队设立的 WiTricity 及以磁共振技术为主轴,与 Toyota、Audi、Mitsubishi 与 Honda 等车厂展开合作;2012 年美国厂商 Evatran 则透过 Plugless Power 计画,对 Nissan Leaf 与 GM Volt 车主进行实证测试,尔后包括 Daimler、BMW、GM 等车厂皆陆续投入无线充电方案测试。

相较于中低功率的无线充电系统主要採用 WPC 的 Qi 标準,以磁感应技术为主,汽车领域则多採用磁共振技术,仅有 Evatran、Bombardier 等少数厂商採用磁感应方案。主要原因是磁共振技术支援较高功率与较远传输距离,在汽车充电动辄千瓦的功率,与底盘与地面距离较远难以近距离耦合的条件下,磁共振技术即广泛被车厂採用。

消费型与汽车无线充电应用

BMW 无线充电系统将于 7 月投产,率先于德国上市

以往多有磁共振技术充电效率不佳的讨论,随着各解决方案提供商积极投入高效率天线设计、高效能电力转换技术等,目前採用磁共振技术的汽车无线充电方案皆可达到 85~90% 的充电效率,与磁感应技术 90% 传输效率相比,已相当具有竞争力。

汽车无线充电标準制定实现跨厂相容,提升充电服务可接近性

目前汽车无线充电仍停留在标準测试的阶段,其中 SAE 主导汽车无线充电发展,其于 2014 年即已公告针对 EV 与 PHEV 的国际无线充电标準 J2954,与无线充电通讯标準 J2847-6,其中 J2954 将汽车无线充电依据输出功率分为 4 个等级,包括家用充电设备的 WPT1 支援 3.7kw、用于公共与半开放停车场的 WPT2 支援 7.7kw,以及应用于快速充电的 11Kw 与 22Kw;同时,J2945 也要求无线充电系统需相容各家电动车,此亦将解决目前採用电缆充电存在接口标準不一的问题。

除 SAE 外,包括国际标準组织 IEC 也已针对地面端无线充电订定标準 IEC 61980,ISO19363 则是针对车辆端订定标準;另外,德国 STILLE 计画、日本 JSAE 等也陆续推出汽车无线充电标準,中国为全球最大新能源车市场,对于汽车无线充电需求也不小,2015 年中国新能源汽车 EV 无线充电标準委员会也已订定无线充电系统要求、通讯协议与电磁环境限值与测试方法等,目前皆已进入最后审批阶段,包括吉利汽车、小鹏汽车、Nissan 与 BMW 等皆已于中国展开功能交互操作测试。随国际标準组织皆已进入最后标準测试阶段,预计 2019 年将完成相关标準订定,届时无线充电系统厂在产品规划与市场推广上亦将有所依循;对消费者而言,无线充电除可提升易用性外,未来也无需考量充电接口不一的问题,当基础建置大规模布建后,任何设置无线充电站的停车场皆可进行充电,充电服务的可接近性将大幅提升。

汽车无线充电率先实现于家用充电站,终极目标为结合智慧城市实现动态充电

观察现有汽车无线充电方案,功率普遍落在 WPT1 等级,亦即无线充电将率先实现于家用充电设备,随着各大车厂陆续投入测试与国际标準颁布,无线充电将往 7.7kW 方向发展,其功率较大得以缩短充电时间,也较适合安装于公用停车场,以符合 4~8 小时停车充电需求,但此类皆属于静态充电;更多车厂与政府单位希望实现的或许是进一步结合公共建设,实现高功率、短时间的动态充电,此亦代表着汽车无线充电将成为智慧城市中的重要环节,包括在等待红绿灯、公车停靠站等短暂停留的场景,透过无线充电装置的布建,让汽车充电更容易与方便,目前包括义大利、南韩与瑞典等国家皆已展开动态充电测试。

主要汽车无线充电解决方案

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