電動汽車無線充電被認(rèn)為是一項(xiàng)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施,將導(dǎo)致未來電動汽車供應(yīng)量的增加,從而優(yōu)化駕駛員的便利性,可以預(yù)見的是,無線電動汽車(EV)充電將改變汽車行業(yè)。
然而,這種電動汽車充電方式并不是什么新鮮事。這項(xiàng)革命性技術(shù)的根源可以追溯到 20 世紀(jì)初尼古拉·特斯拉 (Nikola Tesla) 的開創(chuàng)性工作,即他著名的無線能量傳輸實(shí)驗(yàn)。然而,直到最近幾十年,由于能源傳輸?shù)陌l(fā)展和電動汽車的日益普及,這項(xiàng)技術(shù)才取得了重大進(jìn)展,這正在改變?nèi)螂妱悠嚨母窬帧o線充電技術(shù)必將增長,歐洲和北美的無線電動汽車充電市場預(yù)計(jì)到 2028 年將達(dá)到 20 億美元并成為大眾市場。
無線充電如何工作?
無線充電基于電磁原理。該技術(shù)使用安裝在地板或停車結(jié)構(gòu)上的驅(qū)動線圈,通常稱為充電站。當(dāng)配備接收線圈的電動汽車放置在該站上方時,兩個線圈之間會發(fā)生電磁耦合,從而實(shí)現(xiàn)能量傳輸。這一過程消除了對物理電纜和連接器的需求,使充電更加方便和高效。它基于感應(yīng)充電原理,電力通過充電器中的線圈傳輸?shù)狡囍械牧硪粋€線圈。
無線充電以磁場的形式通過空氣傳輸電力。這意味著只要充電器和汽車在附近,能量就可以在沒有物理接觸的情況下從一個設(shè)備發(fā)送到另一個設(shè)備。一旦發(fā)射線圈和接收線圈對齊,充電過程就可以開始。
無線充電系統(tǒng)具有非常高的效率,效率在90%至95%之間,這也得益于優(yōu)化的電力電子和線圈設(shè)計(jì),最大限度地減少了充電系統(tǒng)的能量損失。提高效率是減少能源損失的關(guān)鍵。持續(xù)的技術(shù)發(fā)展將導(dǎo)致效率進(jìn)一步提高,達(dá)到更高的數(shù)字并接近傳導(dǎo)充電的效率。
無線系統(tǒng)不需要電纜,而是需要電動汽車停放在上面為電池供電的充電板。然而,迄今為止,有幾種基于無線充電的技術(shù),每種技術(shù)都有自己獨(dú)特的特點(diǎn):
感應(yīng)式:這是最常見的無線充電技術(shù)。它的工作原理是使用發(fā)射和接收線圈產(chǎn)生磁場來傳輸能量。該技術(shù)適用于短距離充電,例如在公共停車場。
諧振:諧振充電技術(shù)允許發(fā)射線圈和接收線圈之間有更大的間隙,使車輛在充電站上方的放置更加靈活。這有助于確保正確的線圈對齊和最佳的傳輸效率。
磁性:磁性充電技術(shù)使用永磁體或振蕩磁場來傳輸能量。該技術(shù)最適合短距離充電應(yīng)用。
激光:雖然不太常見,但基于激光的無線充電使用激光束將能量傳輸?shù)杰囕v。該技術(shù)正在開發(fā)中,最適合特殊應(yīng)用。
無線電動汽車充電能否改變?nèi)蚱囆袠I(yè)?
無線電動汽車充電可能會改變汽車行業(yè)的電動汽車游戲規(guī)則。汽車制造商、汽車供應(yīng)商和清潔技術(shù)公司正在探索安全有效、快速且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的無線電動汽車充電系統(tǒng)。該技術(shù)的新興市場的特點(diǎn)是投資巨大。雖然無線電動汽車充電可能需要一些時間才能最終起飛,但它是一項(xiàng)具有明顯優(yōu)勢的技術(shù),可以完美替代傳統(tǒng)充電方法,簡化流程。
無線充電具有許多顯著的優(yōu)點(diǎn)。首先,它無需處理電纜,減少磨損和損壞風(fēng)險(xiǎn)。它還允許建設(shè)地下或隱藏的充電基礎(chǔ)設(shè)施,使充電變得更加容易。這對于空間有限的城市環(huán)境尤其重要。另一個優(yōu)勢是車輛網(wǎng)絡(luò)連接。需求驅(qū)動的電動汽車銷量在全球范圍內(nèi)急劇增長,保護(hù)能源生態(tài)系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施對于支持電力系統(tǒng)至關(guān)重要。無線充電可以通過分配全天的能源需求,為減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)載做出重要貢獻(xiàn)。非接觸式充電有望提高可靠性、安全性和可用性,同時使電動汽車駕駛員的用戶體驗(yàn)更加舒適,
事實(shí)上,如果我們想要實(shí)現(xiàn)自動駕駛的大規(guī)模實(shí)施,無線電動汽車充電是一個關(guān)鍵點(diǎn)。這項(xiàng)技術(shù)看起來很有前途,因?yàn)樗哪繕?biāo)是通過消除為電動汽車供電的電纜,使充電更加方便。此外,無需下車,這可以吸引更多用戶的興趣。這種創(chuàng)新的充電模式還有助于減少充電站的視覺擁堵。
然而,迄今為止,無線充電面臨能源效率的主要障礙之一,因?yàn)椴糠帜芰靠赡軙稚⒌江h(huán)境中。此外,需要一個全球標(biāo)準(zhǔn)來確保不同車輛和充電站之間無線充電系統(tǒng)的互操作性和全球標(biāo)準(zhǔn)化。從這個意義上說,人們正在努力制定標(biāo)準(zhǔn),以確保不同車輛和充電站之間的互操作性。標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一對于使駕駛員能夠使用無線充電站(無論車輛品牌或型號如何)至關(guān)重要。最后,充電站的設(shè)計(jì)必須能夠防止過熱、短路和電磁干擾等風(fēng)險(xiǎn)。
盡管存在部分未解決的問題和采用障礙,但該行業(yè)在克服這些主要挑戰(zhàn)方面正在取得重大進(jìn)展。
無線充電在電動汽車中的實(shí)際應(yīng)用:
讓我們分析一下這項(xiàng)革命性技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用及其對電動汽車的影響。
公共停車場
無線電動汽車充電最明顯的應(yīng)用之一是公共停車場。充電站可以集成到停車場的地板上,使駕駛員可以將車停在其上方,而無需操縱電纜。這使得充電變得方便快捷,鼓勵更多人改用電動汽車。此外,配備無線電動汽車充電的公共停車場可以幫助減少里程焦慮,因?yàn)轳{駛員知道他們可以在外出時輕松為車輛充電。
公路街道
一個更大膽的想法是將無線充電集成到街道本身,即基于在街道上安裝充電線圈的動態(tài)感應(yīng)充電。這項(xiàng)技術(shù)可以讓電動汽車在行駛過程中充電。車輛將配備特殊的接收線圈,街道將在人行道上嵌入發(fā)射線圈。當(dāng)車輛沿著這些道路行駛時,它們會自動充電。該應(yīng)用程序可以徹底改變電動汽車,無需連續(xù)停車即可為車輛電池充滿電。
專業(yè)應(yīng)用
除了公共停車場和街道的常見應(yīng)用之外,無線充電還具有專門應(yīng)用的潛力。例如,它可用于為電動巴士等重型電動汽車充電,或?yàn)轱w行中的電動無人機(jī)充電。
結(jié)論
無線電動汽車充電是一項(xiàng)很有前途的技術(shù),它正在改變我們對移動性的看法。它對環(huán)境和可持續(xù)性產(chǎn)生積極影響,有助于減少溫室氣體排放和對化石燃料的依賴。此外,當(dāng)用于充電的能源來自太陽能或風(fēng)能等可再生能源時,電動汽車變得更加可持續(xù)。減少空氣污染物排放在城市地區(qū)尤為重要,因?yàn)榭諝赓|(zhì)量往往是需要解決的關(guān)鍵問題。無線電動汽車充電不斷發(fā)展并具有不同的方面。隨著它的不斷發(fā)展,它可能會變得更加普遍和易于使用。汽車公司正在投資這項(xiàng)技術(shù),政府也鼓勵采用它。在不久的將來,我們可能會看到充電站數(shù)量的顯著增長,以及更高的能源效率和車輛與充電站之間更好的互操作性。
無線充電有望徹底改變我們管理電動汽車能源的方式,為電動未來帶來更可持續(xù)、更便捷的出行方式。無論開發(fā)和部署水平如何,它都正在改變汽車行業(yè)為電動汽車提供動力的方式。
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