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为电动汽车研发无线充电技术,做这件事的W

来源:插头 时间:2023/10/10
编者按:电动汽车前景大好,然而广泛应用也有烦恼,充电问题与续航能力是消费者心头的两大顾虑。WiTricity作为无线充电技术领域的先行军,十年磨一剑,厚积薄发,助力电动汽车推广发展。本文选自FastCompany题为“TheLittleCompanyThat’sBringingWirelessChargingToElectricCars”的文章,讲述小公司背后的大力量。在汽车无线充电领域,WiTricity已经兢兢业业努力了超过十年。功不唐捐,伴随着电动汽车的兴起,它可能很快便会获得回报。在未来十年里,如果你打算购买电动或混合动力汽车,那么你将成为数百万同好消费者中的一位。目前,在路行驶的车辆中只有大约1%是电动汽车,但各方都认为电动汽车将会飞速发展,到年将会成为主流。一些汽车制造商,比如沃尔沃,未来的生产销售计划很可能只包括电动车和混合动力车。英国、法国、中国、挪威甚至德国都有打算逐步禁止销售化石燃料汽车。虽然电动汽车的前景光明无比,但是如果你有一辆电动汽车或混合动力车,便会发现它带来的一些小烦恼。其中最麻烦的就是充电问题,每天晚上都要插上插头充电(早上离开的时候,还得记得拔掉插头),日复一日的重复也许会渐渐令人不堪其扰。更大的麻烦是要担心出行路途远近,或者说要考虑电池的续航能力是否足以支持你在两地间往返。WiTricity是一家位于马萨诸塞州的初创公司,致力于发展汽车的无线充电技术,它的首席执行官AlexGruzen表示:“(给汽车充电)是一件烦心事,如鲠在喉,教人难受。”Gruzen表示,WiTricity的无线充电技术将会舒缓这一痛点,使‘甜度’上升,令消费者考虑转向购买混合动力车或电动汽车。WiTricity在美国并非家喻户晓,但经过十多年的发展以及在电子消费品领域的些许不尽人意的努力,如今的它已经坚定信念,致力于为电动车和混合动力车提供更先进的无线充电技术。事实上,据汽车制造商所说,将于今年晚些时候将进入市场的宝马新5系e,就将配备一款使用WiTricity技术的无线充电系统。无线充电可以使电动汽车能够不断地“加满”电量,这样一来,不管是在公共停车区停放还是在自家车库过夜,都能实现轻松充电。“我们想把围绕‘充电’这一问题的焦虑解决掉,让电动汽车制造商们做他们想做的事情,”Gruzen说。Gruzen还指出,随着无人驾驶出租车车队的到来,未来也不需要有人来给汽车插上充电线。因为无人驾驶汽车可以轻松地停在充电垫上。Gruzen说:“在我们看来,汽车无线充电就像是汽车上的传感器、激光雷达系统和机器学习功能一样,为电动汽车补充这一功能就像是凳子上的另一条腿般合理自然。”工作机制汽车无线充电的流程大致如下:司机停进车库或停在停车位,车头刚好在电源垫上方(Gruzen称它为“披萨盒”)。有些充电垫会被安装在地面内部,并且完全不会向上凸起,干扰正常的车辆停放。如果车辆定位准确,就会自动开始充电。在充电垫内部,有一个圆形线圈将交流电转换成磁波。由功率放大器控制电磁波的电流大小和频率。在汽车内部,位于汽车电源管理系统附近有一个接收器,其中包含另一个线圈,经过调谐来接收与源线圈相同频率的电磁波。接收器收到电磁波,将磁能重新转换成电流,储存在汽车电池中。这种磁共振充电比其他无线充电技术更为有效,因为能量在空气中移动时的流失很少(在7%到10%左右)。虽然很难把和磁共振充电技术直接与射频系统进行比较,因为这一原理并未应用到汽车充电方面,但其他方面的证据足以表明射频识别技术的能量流失超过了10%。另外,磁共振的应用条件也要更宽容一些,这意味着电源和接收器不必放在单一固定的位置,也不一定非要处于两者之间。在这种情况下,汽车不必完全停靠在电源垫上,也能满功率充电。无线充电引领者实际上,WiTricity的诞生源于想要通过无线方式为手机等设备充电这一愿望。该公司由麻省理工学院物理教授MarinSolja?i?(发音为Soul-ya-cheech)于年一手创办。虽然智能手机的时代刚来不久,但是Solja?i?已经厌倦了要不停地将手机充电器插在墙上的插座上,萌生了使用电磁波无线充电这一诱人的想法。那年夏天,这家新公司展示了它的“高度共振无线功率传输”技术,他们声称这种技术可以在两米开外点亮一个60瓦的灯泡。这一令人印象深刻的结果记录在一篇研究论文里,于年7月发表在“科学”杂志上。但是经过多年的努力,WiTricity意识到自己最终很可能错过利用技术实现电子消费品无线充电的良机。尽管,戴尔公司在去年发布了一款可以无线充电的2合1笔记本电脑,但WiTricity的磁共振技术却很难成为智能手机等设备的标准充电方式(目前,无线充电存在的成本高、温升高、转换效率低等问题难以解决)。经过漫长的标准战争之后,在无线充电领域,只有Qi(全球首个推动无线充电技术的标准化组织——无线充电联盟推出的“无线充电”标准,具备便捷性和通用性两大特征,无线充电技术主流标准之一)和PMA(由DuracellPowermat公司发起的PowerMattersAlliance标准,简称PMA,采用电磁感应充电原理)得以幸存,而Powermat最近宣布了与Qi的合作计划。因此,去年年底,WiTricity在电子消费品无线充电技术上投子认输,把所有资源都放在了电动汽车无线充电领域上。它关闭了位于德克萨斯州奥斯汀的办事处,并由80名员工减少到55名。但是,WiTricity并不打算自己制造汽车无线充电系统所用的硬件。Gruzen说:“这些汽车制造商们所需要的硬件将由那些广为人知的第一梯队供应基地制造。”这意味着,像Delphi这样的供应商将根据汽车制造商的要求制造不同的充电系统。而拥有项专利的WiTricity,只会出售配方。也就是说,它可以知识产权许可授予他人,并为合作伙伴提供如何构建硬件的参考设计。强大竞争在电动汽车充电领域,WiTricity的主要对手是高通(Qual

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