Razvoj vozila na novu energiju je u punom jeku, a pitanje obnavljanja energije također je postalo jedno od pitanja kojem je industrija posvetila punu pažnju. 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 savladali. Prema medijskim izvještajima, 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 sile već dugo istražuju bežično punjenje, uključujući BBA, Volvo i razne domaće automobilske kompanije.
Sveukupno, tehnologija bežičnog punjenja automobila je još uvijek u ranoj fazi razvoja, a mnoge lokalne samouprave također koriste ovu priliku kako bi istražile veće mogućnosti za budući transport. Međutim, zbog faktora kao što su troškovi, snaga i infrastruktura, tehnologija bežičnog punjenja automobila je komercijalizirana u velikim razmjerima. Postoje mnoge poteškoće koje još uvijek 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 mobilne telefone, ali je već privuklo mnoge kompanije da požude za ovom tehnologijom.
Sveukupno, postoje četiri glavne metode bežičnog punjenja: elektromagnetna indukcija, rezonanca magnetnog polja, sprega električnog polja i radio talasi. Među njima, mobilni telefoni i električna vozila uglavnom koriste elektromagnetnu indukciju i rezonancu magnetnog polja.
Među njima, bežično punjenje elektromagnetnom indukcijom koristi princip elektromagnetne indukcije elektromagnetizma i magnetizma za generiranje električne energije. Ima visoku efikasnost punjenja, ali je efektivna udaljenost punjenja kratka, a zahtjevi za lokaciju punjenja su također strogi. Relativno govoreći, bežično punjenje magnetnom rezonancijom ima niže zahtjeve za lokacijom i dužu udaljenost punjenja, koja može podržati od nekoliko centimetara do nekoliko metara, ali je efikasnost punjenja nešto niža od prethodnog.
Stoga su u ranim fazama istraživanja tehnologije bežičnog punjenja, automobilske kompanije favorizirale tehnologiju bežičnog punjenja elektromagnetnom indukcijom. Reprezentativne kompanije uključuju BMW, Daimler i druge automobilske kompanije. Od tada se tehnologija bežičnog punjenja magnetnom rezonancijom postepeno promovira, a predstavljaju je dobavljači sistema kao što su Qualcomm i WiTricity.
Već u julu 2014. godine, BMW i Daimler (sada Mercedes-Benz) su najavili sporazum o saradnji u zajedničkom razvoju tehnologije bežičnog punjenja za električna vozila. BMW je 2018. godine počeo proizvoditi sistem bežičnog punjenja i učinio ga opcionim uređajem za plug-in hibridni model serije 5. Njegova nazivna snaga punjenja je 3,2 kW, efikasnost konverzije energije dostiže 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 koja se pune trebaju se samo parkirati na bežičnim uređajima za punjenje ugrađenim u cestu kako bi se automatski pokrenula funkcija punjenja. Volvo je saopštio da snaga bežičnog punjenja može doseći 40 kW i da može prijeći 100 kilometara za 30 minuta.
U oblasti bežičnog punjenja automobila, moja zemlja je oduvijek bila u prvom planu industrije. Godine 2015., Institut za istraživanje električne energije Guangxi kompanije China Southern Power Grid izgradio je prvu domaću testnu traku za bežično punjenje električnih vozila. Godine 2018., SAIC Roewe je lansirao prvi potpuno električni model s bežičnim punjenjem. FAW Hongqi je 2020. godine lansirao Hongqi E-HS9 koji podržava tehnologiju bežičnog punjenja. U martu 2023. godine, SAIC Zhiji je zvanično lansirao svoje prvo inteligentno bežično rješenje za punjenje vozila velike snage 11 kW.
Tesla je također jedan od istraživača u oblasti bežičnog punjenja. U junu 2023. godine, Tesla je potrošila 76 miliona američkih dolara na akviziciju Wiferiona i preimenovala ga u Tesla Engineering Germany GmbH, planirajući iskoristiti bežično punjenje po niskoj cijeni. Ranije je izvršni direktor Tesle, Musk, imao negativan stav prema bežičnom punjenju i kritikovao ga kao "niskoenergetsko i neefikasno". Sada ga naziva obećavajućom budućnošću.
Naravno, mnoge automobilske kompanije poput Toyote, Honde, Nissana i General Motorsa također razvijaju tehnologiju bežičnog punjenja.
Iako su mnoge strane provodile dugoročna istraživanja u oblasti bežičnog punjenja, tehnologija bežičnog punjenja automobila je još uvijek daleko od toga da postane stvarnost. Ključni faktor koji ograničava njen 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 sistema za sporo punjenje. Neki modeli mogu postići snagu punjenja sistema od samo 3,2 kW. Drugim riječima, takva efikasnost punjenja uopće ne pruža praktičnost.
Naravno, ako se snaga bežičnog punjenja poboljša, to bi mogla biti druga priča. Na primjer, kao što je navedeno na početku članka, istraživačko-razvojni tim je postigao izlaznu snagu od 100 kW, što znači da ako se takva izlazna snaga može postići, vozilo se teoretski može potpuno napuniti za oko sat vremena. Iako je još uvijek teško porediti sa superpunjačem, to je i dalje novi izbor za dopunjavanje energije.
Iz perspektive scenarija upotrebe, najveća prednost tehnologije bežičnog punjenja automobila je smanjenje ručnih koraka. U poređenju sa žičnim punjenjem, vlasnici automobila moraju izvršiti niz operacija kao što su parkiranje, izlazak iz automobila, podizanje uređaja, uključivanje i punjenje itd. Kada se suoče sa zahtjevima za punjenje od strane trećih strana, moraju popuniti različite informacije, što je relativno nezgrapan proces.
Scenarij bežičnog punjenja je vrlo jednostavan. Nakon što vozač parkira vozilo, uređaj ga automatski detektuje i zatim ga bežično puni. Nakon što je vozilo potpuno napunjeno, vozilo se odmah kreće, a vlasnik ne mora obavljati nikakve daljnje operacije. Sa stanovišta korisničkog iskustva, to će ljudima pružiti i osjećaj luksuza prilikom korištenja električnih vozila.
Zašto bežično punjenje automobila privlači toliku pažnju preduzeća i dobavljača? Sa stanovišta razvoja, dolazak ere bez vozača može 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 kablova za punjenje.
Stoga su mnogi dobavljači punjenja vrlo optimistični u pogledu izgleda za razvoj tehnologije bežičnog punjenja. Njemački gigant Siemens predviđa da će tržište bežičnog punjenja za električna vozila u Evropi i Sjevernoj Americi dostići 2 milijarde američkih dolara do 2028. godine. U tu svrhu, već u junu 2022. godine, Siemens je investirao 25 miliona američkih dolara kako bi stekao manjinski udio u dobavljaču bežičnog punjenja WiTricity s ciljem promovisanja istraživanja i razvoja tehnologije bežičnih sistema punjenja.
Siemens vjeruje da će bežično punjenje električnih vozila postati uobičajeno u budućnosti. Osim što punjenje čini praktičnijim, bežično punjenje je također jedan od neophodnih uvjeta za realizaciju autonomne vožnje. Ako zaista želimo lansirati autonomne automobile u velikim razmjerima, tehnologija bežičnog punjenja je nezamjenjiva. Ovo je važan korak u svijet autonomne vožnje.
Naravno, izgledi su veliki, ali stvarnost je ružna. Trenutno, metode obnavljanja energije električnih vozila postaju sve raznovrsnije, a izgledi za bežično punjenje se s nestrpljenjem očekuju. Međutim, sa trenutne tačke gledišta, tehnologija bežičnog punjenja automobila je još uvijek u fazi testiranja i suočava se s mnogim problemima, kao što su visoka cijena, sporo punjenje, nedosljedni standardi i spor napredak u komercijalizaciji.
Problem efikasnosti punjenja je jedna od prepreka. Na primjer, raspravljali smo o pitanju efikasnosti kod prethodno spomenutog Hongqi E-HS9. Niska efikasnost bežičnog punjenja je kritikovana. Trenutno je efikasnost bežičnog punjenja električnih vozila niža od efikasnosti žičanog punjenja zbog gubitka energije tokom bežičnog prenosa.
Sa stanovišta troškova, bežično punjenje automobila treba dodatno smanjiti. Bežično punjenje ima visoke zahtjeve za infrastrukturu. Komponente za punjenje se uglavnom postavljaju na tlo, što će uključivati modifikaciju tla i druge probleme. Troškovi izgradnje će neminovno biti veći od troškova običnih šipova za punjenje. Osim toga, u ranoj fazi promocije tehnologije bežičnog punjenja, industrijski lanac je nezreo, a troškovi povezanih dijelova će biti visoki, čak i nekoliko puta veći od cijene kućnih AC šipova za punjenje iste snage.
Na primjer, britanski autobuski operater FirstBus razmatrao je korištenje tehnologije bežičnog punjenja u procesu promocije elektrifikacije svoje flote. Međutim, nakon inspekcije, utvrđeno je da je svaki dobavljač panela za punjenje na zemlji naveo cijenu od 70.000 funti. Osim toga, troškovi izgradnje bežičnih puteva za punjenje također su visoki. Na primjer, troškovi izgradnje bežičnog puta za punjenje dugog 1,6 kilometara u Švedskoj iznose približno 12,5 miliona američkih dolara.
Naravno, sigurnosna pitanja mogu biti jedno od pitanja koja ograničavaju tehnologiju bežičnog punjenja. Sa stanovišta njenog utjecaja na ljudsko tijelo, bežično punjenje nije velika stvar. "Privremeni propisi o upravljanju radio-vezom opreme za bežično punjenje (prijenos energije) (Nacrt za komentare)" koje je objavilo Ministarstvo industrije i informacijske tehnologije navode da je spektar od 19-21kHz i 79-90kHz ekskluzivan za bežično punjenje automobila. Relevantna istraživanja pokazuju da samo kada snaga punjenja prelazi 20kW 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 na to koliko je tehnologija bežičnog punjenja automobila praktična i koliko su pogodni scenariji korištenja, još uvijek je dug put prije nego što se može komercijalizirati u velikim razmjerima. Izlazak iz laboratorije i njena primjena u stvarnom životu, put do bežičnog punjenja za automobile je dug i mukotrpan.
Dok sve strane intenzivno istražuju tehnologiju bežičnog punjenja automobila, koncept "robota za punjenje" se također tiho pojavio. Problemi koje treba riješiti bežičnim punjenjem predstavljaju pitanje praktičnosti punjenja za korisnike, što će u budućnosti upotpuniti koncept vožnje bez vozača. Ali postoji više od jednog puta do Rima.
Stoga su i "roboti za punjenje" počeli postajati dodatak u inteligentnom procesu punjenja automobila. Nedavno je nova eksperimentalna baza energetskog sistema 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, sistem vida bilježi informacije o dolasku vozila, a sistem za dispečiranje u pozadini odmah izdaje zadatak za punjenje robotu. Uz pomoć sistema za pronalaženje puta i mehanizma za hodanje, robot se automatski vozi do stanice za punjenje i automatski hvata pištolj za punjenje, koristeći tehnologiju vizuelnog pozicioniranja za identifikaciju lokacije priključka za punjenje električnog vozila i automatsko punjenje.
Naravno, automobilske kompanije 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, može i sam izvući pištolj, dovršavajući cijeli proces od pokretanja do punjenja vozila.
Nasuprot tome, roboti za punjenje ne samo da imaju pogodnost bežičnog punjenja, već mogu riješiti i problem ograničenja snage bežičnog punjenja. Korisnici također mogu uživati u zadovoljstvu prekomjernog punjenja bez izlaska iz automobila. Naravno, roboti za punjenje također će uključivati troškove i inteligentna pitanja poput pozicioniranja i izbjegavanja prepreka.
Sažetak: Pitanje obnavljanja 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 obnavljanjem 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. april 2024.