马斯克或许该看看这家公司的无线充电技术

发布时间:2015-08-26 来源:盖世汽车网

特斯拉CEO埃隆·马斯克喜欢不走寻常路,但是特斯拉最近推出的“充电蛇”却回到了传统的有线、有插头的充电方式,相比之下,其他公司采用的无线充电技术更前卫。
  Momentum Dynamics公司推出的无线充电性能接近“超级充电器”,可以非常有效地隔空充电。该公司称,135千瓦及以下功率的电动车无线充电技术都是可行的。目前该技术正在研发中,将能够为很多种电气设备充电,包括电动车和家用电器等。
  讲到这里,马斯克或许已经心动了。因为特斯拉需要自动充电技术,这也是研发“充电蛇”的初衷。“充电蛇”代表了自动充电的一种可能性。但是和自动驾驶一样,自动充电普及仍存在不少困难。
  所以下一个问题就是:无线充电会不会成为特斯拉下一个研发目标?毕竟它和充电蛇功能类似,但前者显然更加简单方便。
  橡树岭国家实验室电力电子与电力系统中心原主任约翰·米勒的回答是肯定的。
  米勒从2014年开始担任Momentum公司的技术顾问,他也是高功率无线充电技术的权威人物。上个月,他在电气和电子工程师协会(IEEE)的杂志《电气化交通》上发表了论文。
  论文中满满都是复杂的公式和技术语言,但简而言之,米勒认为无线充电技术将迎来黄金期。
  无线充电是一项什么技术?它基于共振磁感应,也是后者的改进版:通过在车底盘上安装重量为30至50磅的接收器,无线充电可以实现类似一级、二级甚至三级超级充电器的充电功率。
  在加入橡树岭国家实验室之前,米勒在福特公司担任电动车和混动汽车研究工程师。他也是无线充电的坚定支持者。他说,他之所以加入Momentum Dynamics公司,部分原因就是这家公司在该领域处于领先地位。“我相信未来是属于无线充电的,我们的技术不但成本低,而且也较为安全。”
  无线充电的发射设备既可以埋在地下,也可以装在地表。它结构简单,而且安全,不怕被人毁坏或者偷走。
  无线充电还能实现行驶中充电。米勒认为,无线充电发射器可以安装在私家车库中,在公共停车场也能布置。
  有线充电虽然也能做到,但是却不能和公路相整合,而这恰恰是无线充电的拿手绝活。这方面的实验正在展开,今年晚些时候,英国也将开展相关实验。
  快速无线充电技术还意味着:制约电动车发展的电池能量密度问题将不再至关重要。特斯拉在内华达州建设超级工厂,试图实现规模效益,但是一旦无线充电得到推广,大容量电池或许就没有存在的必要。反过来,这又能降低电动车的成本和重量。
  充电随时都能进行,如等红灯时,街边停车时,高速公路服务区,停车场等等。
  Momentum公司的技术还可以适应各种天气,如雪天、泥地、冰冻。
  米勒说,无线充电的效率可以和有线充电看齐。无线充电效率一般为91%,而Momentum公司正朝着93%的目标努力。常规的OBC有线充电设备的效率大致也处于这个水平。所以虽然导线送电本身的损耗很小,但是功率处理和路由过程使得有线充电的效率没法继续提高。
  Momentum公司之前也曾展示过较低功率的无线充电技术,用于日产聆风、雪佛兰沃蓝达等,但是现在,该公司正集中精力开发适用于高性能电动车的无线充电技术(如特斯拉Model S)。
  你持怀疑态度吗?
  不少人可能会对无线充电的发展前景持怀疑态度,一位来自硅谷的技术人士也十分怀疑。虽然他有着丰富的专业知识,但是还是下意识地问出了一个十分生活化的问题。
  他问:“135千瓦功率的无线充电必然会发热,也会吸引小猫小狗在上面睡觉,小动物会不会因此受伤?”
  Momentum公司表示,该技术符合国际电磁排放法规,对人类和动物没有明确的健康危害。该系统对人体的辐射影响甚至低于日光。Momentum公司已经邀请怀疑者参观实物,打消了所有的疑虑。
  Momentum公司正在和一家整车厂合作。该产品正在送往整车厂做测试。如果对方满意,那么皆大欢喜,如果不满意,那么Momentum还要继续调试,这也属于正常程序。
  这里,该系统被降低到28千瓦的功率级别。虽距离超级充电器级别尚远,但还是远超日产聆风6.6千瓦的充电额定功率和特斯拉Model S的10到20千瓦的“标准充电模式”下的额定充电功率。
  在Momentum公司的实验室,我们还看到了来自世界最大快递公司的一台电动卡车。这方面的新闻可能会在今年晚些时候公布。Momentum公司CEO安迪·达加的意见和米勒一致,认为该系统可以满足特斯拉Model S的需求。安迪在此之前曾在NASA担任工程师。
  和安迪·达加的问答
  我们询问了达加关于无线“超级”充电器的想法。他表示:如果特斯拉有意愿搞,我们就能帮他们完成。
  达加说:“功率更大的50千瓦和100千瓦充电器是明显可行的,而且成本一定不会超过有线‘超级充电器’,因为它们和较小功率的无线充电器在硬件上没有很大区别。所以135千瓦的无线充电是完全可行的。而且无线设别的维护成本更低,因为无法人为破坏充电器。”
  但是超级无线充电也要看电网容量是否支持480伏三相电流。他说,在家用电网里,功率受到限制。
  单相240伏50安培家用电网最大支持10千瓦的功率。如果不对当地电网进行升级,那么家用充电无法实现大功率。所以为容量70千瓦时的电池充电,至少需要在不受干扰的情况下保持七个小时。同时使用两套充电系统或者改造成更高功率的电网都是为充电提速的方法。
  关于成本方面,达加说:“为特斯拉提供适配的25千瓦级别的无线充电技术,目前没有任何成本方面的阻碍。这对于超市、办公楼等充电场合是十分理想的方案。给特斯拉增加支持无线充电的硬件,一定要比让车主购买、安装、维护充电蛇要便宜得多。充电安全我们可以保证,剩下的就是汽车方面的硬件适配和工业标准化。”
  推广无线充电,还需什么条件?
  达加说:“为特斯拉Model S无线充电在技术上是很简单的,所以它更多的是商业上的考虑。特斯拉的很多用户都向Momentum公司表示希望在自己的车上实现无线充电。挪威天气寒冷,充电线会被冰水冻住,所以挪威的车主有着迫切的需求。”
  “很明显,特斯拉和大众合作开发充电机器人的商业热情很高,但是它附带的技术和成本难题同样明显。”
  在问到是否认为特斯拉会在今后采用无线充电的时候,达加回答说:“是的。这是无法避免的。其中商机无可否认。我打赌特斯拉不会在其他品牌都采用无线充电的时候,继续袖手旁观。”
  当问到如何解释特斯拉拥抱无线充电的必然性时,他回答道:“具体时间点取决于开发电动车以及大容量插电式混合动力车的特斯拉的竞争品牌们。对特斯拉虎视眈眈的品牌可有不少。所有大的汽车品牌基本都认同无线充电。他们有的自行开发3.3千瓦的电磁感应充电器,有的和供应商合作们。我们在1千瓦到50千瓦功率级别里有着很丰富的经验。”
  达加补充说:假设135千瓦系统有面世那一天的话,低功率:25到50千瓦级别的系统也必将早于135千瓦的超级系统,提前面世。无线充电不会取代有线充电,而是成为后者的补充。
  但是特斯拉无暇顾及,因为它忙于扩大产能,发布Model X,开发Model 3,扩大全球业务,推出充电蛇。
  达加说:“很多整车厂都在实验无线充电。据我估计,最早的整车自带的无线充电车型将在2017年推出,但是是3.3千瓦低功率级别的。高功率系统也在同时进行实验,所以面世时间只会比前者推迟不多。虽然低功率无线充电将会为提高该技术的认可度做出很大贡献,但是真正的赢家仍然会是高功率系统。因为只有它才能真正满足电动车高速增长的需要。”
  “‘自动操作’和‘无线传输’正在剧烈地改变着各领域的产品设计和用户体验。电网和汽车业在过去几十年中很少有革命性的变革,但是现在,它们正经历着最快速的进化。现在的情况是:汽车产业正在从硅谷的合作中收获丰硕成果,同时电力产业的人才流向汽车业。比如特斯拉,以及另外一些历史较短的汽车公司,它们选择加州建立总部是有原因的:那里有浓厚的创新氛围。”
  同时,对于持怀疑态度的人,达加说:“在产业变革的时期,怀疑是正常的现象,非常典型。”他说汽车界的变革会很快到来。
  “接下来几年,你们会看到全新的商业模式在汽车业中兴起,其中Momentum就是一个例子。”