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新能源汽车
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New energy vehicles 新能源汽车特别是电动汽车的发展技术已经相对成熟并已进入大规模商用阶段。随着中国近年来的环境压力和能源安全问题日益突出,国家出台了多种政策大力推进新能源汽车产业的发展,系统性地扶持了多个新能源整车及相关零部件企业的发展。
近几年新能源汽车保有量的迅速提高,截至到2018年年底,我国的新能源汽车保有量达到了261万辆,占汽车总量的1.09%,与2017年相比,增加107万辆,增长70.00%。其中,纯电动汽车保有量211万辆,占新能源汽车总量的81.06%,呈现出加速发展的趋势。
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新能源汽车的快速发展给充电体系建设提出了前所未有的需求。所以我们认为,随着电动汽车本身走向成熟和普及,将会呈现出多样化的充电技术,形成充电无忧的智能化生态系统,满足各种不同场景下的充电需求。
目前常规的充电需求分析
快速、便捷、安全的充电技术给用户提供舒心的充电服务和体验。对于大功率充电技术充电功率高达350kW-500kW,系统电压600V-1000V,充电电流达到350-500A,随之带来的问题是高压安全、热安全和相关的功能安全等问题。
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无线充电技术给车主带来了相当的便捷性,但是依然会存在活体保护、异物检测、电磁安全、电连接安全、防触电安全等问题。尽管各种充电技术存在多种的问题,但是依然受到各界的热烈关注,特别是无线充电技术得到越来越多的关注。
无线充电主要基于法拉第电磁感应原理,是指充电器与用电装置之间不用电线直接连接,而是通过磁场传递能量。无线充电技术将有可能成为彻底摆脱高容量高性能电池研发瓶颈的关键技术。从具体的技术原理及解决方案来说,无线充电技术可以分为四种类型,第一类电磁感应式,是通过电磁感应进行短程传输,它的特点是传输距离短、使用位置相对固定,但是能量效率较高、技术简单;第二类磁场共振式,是将电能以电磁波“射频”或“磁共振”等形式传输,它具有较高的效率和非常好的灵活性;第三类是电场耦合方式,具有体积小、发热低和高效率的优势;第四类无线电波式,是将电能以微波的形式无线传输——发射到远端的接受天线,虽然这种方式能效很低,但使用方便。
从大功率无线充电的功能上看,无线电波由于功率和效率都较为低下,不适用。而其他三种,电磁感应、磁共振和耦合都可以使用。但是,电磁感应由于能量四散、导致其必须精确对准,并且效率随位置、距离等迅速衰减。因此,在实际使用上存在一定局限性,可能存在电量的浪费,不利于进行大规模推广。
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目前,无线充电较为成熟的是磁共振和电场耦合技术。两者在传输功率和传输效率上都较高。传输功率都在几kW至几十kW级别,传输效率都达到了90%以上。同时无线充电技术除了上述所提到的安全问题外,还存在电磁兼容、无线电能传输、室内精确定位、无线通信等问题。对于室内定位目前可以通过远距离、中距离、近距离三步进行引导对准。
远距离定位(>1.5m)通过网路通讯(蜂窝技术),GPS,高精地图,摄像头进行位置识别,主要依赖智能网联和自动驾驶;
中距离定位(0.5-1.5m)通过无线充电系统提供对位引导或提示,主要技术方式为LPE(低功率激励),LF(低频磁场检测)、MV(磁矢量检测)和LOP(活体保护),精度要求X向<7%,Y向<8%;
近距离定位(<0.5m)通过无线充电系统提供对准检测和提升,主要技术方式为LPE、LF、MV、FOD(异物检测),精度要求X向<2cm,Y向<3cm;
目前除高通(HALO技术)外,国外厂商还有WiTricity(收了HALO)、Evatran、Bombardier、Elix等,在国内从事电动汽车无线充电的有中兴新能源(ZTEV)、中惠创智(Zonecharge)及其它技术公司及科研院所。国内的Lumen陆盟(上海)电子科技有限公司得到高通公司(Qualcomm)无线充电系统的技术授权;而安洁科技使用的是WiTricity的无线充电技术;国内新能源无线充电方向的创业公司还有有感科技、威泊新能源等。
文章 | 载转于公众号“江苏华睿投资”
图片 | 来源于网络
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