老小區充電樁不夠用,自動充電才是電動車最優解?

老小區充電樁不夠用,自動充電才是電動車最優解?

當汽車發展到電動化時代之後,一些自動化的功能開始顯現,例如自動駕駛、自動停車、自動接駁等。但對於每天電動車至關重要的充電環節,目前還沒有實現自動化充電功能。

那麼以後的用車體驗上,我們是否可以體驗到“無感知自動充電”,具體該如何實現?是不是以後充電裝置的發展路線?能給目前的充電裝置帶來什麼樣的改變?

無線充電難普及,為何還在推?

老小區充電樁不夠用,自動充電才是電動車最優解?

我們目前已知的充電方式包括了傳統的快充、慢充,還有正在加速普及的換電業務。但以後我們可能會面對一種無感知的充電方式——自動充電。

那麼這種充電方式,目前給出了幾種解決方案,第一種大陸集團的解決方案,類似於無線充電的一種解決方案;第二種是可自主移動的充電機器人。之後,大眾也有這種類似的概念性產品,但具體怎麼實現暫時還沒有公佈。

那麼以上提到的解決方案,都是如何實現的?

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大陸給出的解決方案是感應式的充電解決方案,需要在車底盤、地面安裝充電部件,兩個部件會自動連結來實現導電充電。兩個充電部件之間的識別功能,是依靠超寬頻短距離無線電通訊相互檢測,這種訊號具有集中特點,抗干擾性強、傳輸速度高、保密性好,確保了車端與充電端的快速、高效的連結。

看起來似乎與傳統意義上的無線連線充電比較像,但充電端與車端的硬線連線限制了充電損失,提高了整體的充電效率。計劃推出的兩個版本分別對應家用以及商用兩個版本,分別對應了22kW交流電、50kW以上的直流充電兩個版本。

充電功率不是很高,有什麼影響麼?22kW和50kW對於目前的電動車來說,這樣的充電功率不算特別快的那種,目前的直流充電樁普遍都是60、80、90kW或更高的功率。但話說回來,雖然充電樁的功率提高但也受限於車輛能接受的電壓以及電動車的BMS電池熱管理限制。

所以22kW和50kW這樣的功率,給目前的大部分電動車充電夠用,但暫不清楚這種硬連結模式的充電功率是否有著與快充樁一樣的充電效率;另外,例如高能量密度的電池、800V架構的車型,可能遠不夠用。

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沃爾沃在2019年就給出了一種無線充電的解決方案,最高充電功率40kW,充電車型搭載的是69kWh容量的電池,充滿大概需要100分鐘。相比之下,還是有線充電的效率更高。

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在有線充電和無線充電之間,慢充而言,不考慮電量傳輸損失,似乎不相上下;而無線電充電,往往與有線充電,更浪費。從快充來看,輸出功率的高低,有線充電在高功率充電段位能吊打無線充電,這也是無線充電(也包括地板與底盤硬連結模式)未能大面積鋪開的原因之一。

我們要承認無線充電確實比有線充電方便,可以做到無感充電,但缺點就是功率低、充電效率慢,與目前的直流快充樁有一定差距。電動車的無線充電技術在多年前已經有了量產雛形,但最終沒有大面積的商業化應用,就是因為沒有高充電功率所以沒有得到大範圍應用。

充電機器人,比無線充電靠譜?

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第二種可能性,是可以自主移動的機器人。底層邏輯很好理解,透過自身的感知裝置+自動駕駛演算法來實現與車端的連結,以現有的例項來看自身可以攜帶容量為70kWh的電池,功率為42kW,2小時充滿一輛續航600km的電動車。

首先,這個產品的充電功率已經等同於快充樁的功率,而且充電模式與快充樁無差異都是透過車端的充電介面,但它是可以移動的電源。所以,我們可以把它看成手機使用的“共享充電寶”那種模式。顯然,這並不是一個高頻的應用場景,而是隻能解決燃眉之急的一個需求,是一個過渡性的解決方案。

那麼這種充電模式會比上文的無線充電模式,更容易得到應用。舉例,老舊小區、商場的地庫,在建造初期並沒有預留獨立充電樁的位置,而後期改造成本又略高。如果有充電機器人,可以劃分一個充電區域,單獨的對這種移動充電機器人進行管理和充電,這就是一個很實用的應用場景。

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另外,例如偏遠地區可能沒有普及度非常高的基礎建設,或者電網無法承載高功率充電樁建設。那麼也可以用充電機器人對車輛完成充電,而且能達到普通快充樁的充電功率,也不會對電網帶來壓力。不需要大規模的改造現有的硬體,也可以低成本的給純電動汽車進行充電。除了供應商之外,整車企業大眾集團也有類似的概念產品,但目前還沒量產。

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可以看做是一種過渡性的電動車補能解決方案,在以上幾個使用場景中移動充電機器人很有存在的必要。免除了場地改造的高成本、解決了充電樁帶來的電網壓力等問題,但這個充電模式需要面對的難題是什麼?

需要建立一個穩定、可靠、安全的車端與電端的訊號連結,需要匹配各種電池供應商不同型號的電池,後期迭代產品可能會推出對應不同功率、密度的版本。最後就是這種充電機器人的安全性問題,可以採用傳統風冷或較為先進的液冷技術,來解決充電裝置過熱的問題。

總結

以上說的兩大類充電模式,第一種無線充電(包括硬連結模式)顯得有些雞肋,原因是它的充電功率遠不如充電樁高,而且充電過程可能還會有功率上的損耗,這也是目前為止沒有大面積普及的原因之一。

而第二種的充電模式,有著與快充樁相似的充電功率,而且充電模式也與充電樁一樣,只是載體不同;應用場景多元化、靈活等特點,可能會受到更容易廣泛的應用。