El desarrollo de vehículos de nueva energía está en pleno apogeo y la cuestión de la reposición de energía también se ha convertido en una de las cuestiones a las que la industria ha prestado total atención. Mientras todo el mundo debate las ventajas de la sobrecarga y el cambio de baterías, ¿existe un "Plan C" para cargar vehículos de nueva energía?
Quizás influenciada por la carga inalámbrica de teléfonos inteligentes, la carga inalámbrica de automóviles también se ha convertido en una de las tecnologías que los ingenieros han superado. Según informes de los medios, no hace mucho, la tecnología de carga inalámbrica para automóviles recibió una investigación innovadora. Un equipo de investigación y desarrollo afirmó que la plataforma de carga inalámbrica puede transmitir energía al automóvil con una potencia de salida de 100 kW, lo que puede aumentar el estado de carga de la batería en un 50 % en 20 minutos.
Por supuesto, la tecnología de carga inalámbrica para automóviles no es una tecnología nueva. Con el auge de los vehículos de nueva energía, varias fuerzas han estado explorando la carga inalámbrica durante mucho tiempo, incluidas BBA, Volvo y varias empresas automotrices nacionales.
En general, la tecnología de carga inalámbrica para automóviles aún se encuentra en sus primeras etapas y muchos gobiernos locales también están aprovechando esta oportunidad para explorar mayores posibilidades para el transporte futuro. Sin embargo, debido a factores como el costo, la energía y la infraestructura, la tecnología de carga inalámbrica para automóviles se ha comercializado a gran escala. Hay muchas dificultades que aún es necesario superar. La nueva historia sobre la carga inalámbrica en los automóviles no es fácil de contar todavía.
Como todos sabemos, la carga inalámbrica no es nada nuevo en la industria de la telefonía móvil. La carga inalámbrica para automóviles no es tan popular como la carga para teléfonos móviles, pero ya ha atraído a muchas empresas a codiciar esta tecnología.
En general, existen cuatro métodos principales de carga inalámbrica: inducción electromagnética, resonancia de campo magnético, acoplamiento de campo eléctrico y ondas de radio. Entre ellos, los teléfonos móviles y los vehículos eléctricos utilizan principalmente inducción electromagnética y resonancia de campo magnético.
Entre ellos, la carga inalámbrica por inducción electromagnética utiliza el principio de inducción electromagnética del electromagnetismo y el magnetismo para generar electricidad. Tiene una alta eficiencia de carga, pero la distancia de carga efectiva es corta y los requisitos del lugar de carga también son estrictos. En términos relativos, la carga inalámbrica por resonancia magnética tiene requisitos de ubicación más bajos y una distancia de carga más larga, que puede soportar desde varios centímetros hasta varios metros, pero la eficiencia de carga es ligeramente menor que la primera.
Por lo tanto, en las primeras etapas de la exploración de la tecnología de carga inalámbrica, las empresas de automóviles favorecieron la tecnología de carga inalámbrica por inducción electromagnética. Las empresas representativas incluyen BMW, Daimler y otras empresas de vehículos. Desde entonces, se ha ido impulsando paulatinamente la tecnología de carga inalámbrica por resonancia magnética, representada por proveedores de sistemas como Qualcomm y WiTricity.
Ya en julio de 2014, BMW y Daimler (ahora Mercedes-Benz) anunciaron un acuerdo de cooperación para desarrollar conjuntamente tecnología de carga inalámbrica para vehículos eléctricos. En 2018, BMW comenzó a producir un sistema de carga inalámbrica y lo convirtió en un dispositivo opcional para el modelo híbrido enchufable de la Serie 5. Su potencia de carga nominal es de 3,2 kW, la eficiencia de conversión de energía alcanza el 85 % y se puede cargar completamente en 3,5 horas.
En 2021, Volvo utilizará el taxi totalmente eléctrico XC40 para iniciar experimentos de carga inalámbrica en Suecia. Volvo ha creado especialmente varias áreas de prueba en la zona urbana de Gotemburgo, Suecia. Los vehículos de carga solo necesitan estacionarse en los dispositivos de carga inalámbricos integrados en la carretera para iniciar automáticamente la función de carga. Volvo dijo que su potencia de carga inalámbrica puede alcanzar los 40 kW y que puede viajar 100 kilómetros en 30 minutos.
En el campo de la carga inalámbrica de automóviles, mi país siempre ha estado a la vanguardia de la industria. En 2015, el Instituto de Investigación de Energía Eléctrica de Guangxi de China Southern Power Grid construyó la primera línea de prueba de carga inalámbrica para vehículos eléctricos nacionales. En 2018, SAIC Roewe lanzó el primer modelo puramente eléctrico con carga inalámbrica. FAW Hongqi lanzó el Hongqi E-HS9 que admite tecnología de carga inalámbrica en 2020. En marzo de 2023, SAIC Zhiji lanzó oficialmente su primera solución de carga inalámbrica inteligente para vehículos de alta potencia de 11 kW.
Y Tesla también es uno de los exploradores en el campo de la carga inalámbrica. En junio de 2023, Tesla gastó 76 millones de dólares para adquirir Wiferion y la rebautizó como Tesla Engineering Germany GmbH, con la intención de aprovechar la carga inalámbrica a bajo costo. Anteriormente, el CEO de Tesla, Musk, tuvo una actitud negativa hacia la carga inalámbrica y la criticó como "de bajo consumo energético e ineficiente". Ahora lo considera un futuro prometedor.
Por supuesto, muchas empresas de automóviles como Toyota, Honda, Nissan y General Motors también están desarrollando tecnología de carga inalámbrica.
Aunque muchas partes han realizado exploraciones a largo plazo en el campo de la carga inalámbrica, la tecnología de carga inalámbrica para automóviles aún está lejos de convertirse en una realidad. El factor clave que restringe su desarrollo es el poder. Tomemos como ejemplo el Hongqi E-HS9. La tecnología de carga inalámbrica con la que está equipado tiene una potencia de salida máxima de 10 kW, que es sólo ligeramente superior a la potencia de 7 kW de la pila de carga lenta. Algunos modelos sólo pueden alcanzar una potencia de carga del sistema de 3,2 kW. En otras palabras, no hay ninguna comodidad con tal eficiencia de carga.
Eso sí, si se mejora la potencia de la carga inalámbrica, puede que sea otra historia. Por ejemplo, como se indica al principio del artículo, un equipo de investigación y desarrollo ha logrado una potencia de salida de 100 kW, lo que significa que si se puede alcanzar dicha potencia de salida, en teoría el vehículo se puede cargar completamente en aproximadamente una hora. Aunque todavía es difícil de comparar con la supercarga, sigue siendo una nueva opción para reponer energía.
Desde la perspectiva de los escenarios de uso, la mayor ventaja de la tecnología de carga inalámbrica para automóviles es la reducción de los pasos manuales. En comparación con la carga por cable, los propietarios de automóviles deben realizar una serie de operaciones como estacionar, bajarse del automóvil, recoger el arma, enchufar y cargar, etc. Cuando se enfrentan a pilas de carga de terceros, deben completar diversa información. , que es un proceso relativamente engorroso.
El escenario de carga inalámbrica es muy sencillo. Después de que el conductor estaciona el vehículo, el dispositivo lo detecta automáticamente y luego lo carga de forma inalámbrica. Una vez que el vehículo está completamente cargado, se aleja directamente y el propietario no necesita realizar ninguna operación más. Desde la perspectiva de la experiencia del usuario, también brindará a las personas una sensación de lujo al utilizar vehículos eléctricos.
¿Por qué la carga inalámbrica para automóviles atrae tanta atención por parte de empresas y proveedores? Desde una perspectiva de desarrollo, la llegada de la era sin conductor también puede ser un momento de gran desarrollo de la tecnología de carga inalámbrica. Para que los automóviles realmente funcionen sin conductor, necesitan carga inalámbrica para deshacerse de los grilletes de los cables de carga.
Por lo tanto, muchos proveedores de carga son muy optimistas sobre las perspectivas de desarrollo de la tecnología de carga inalámbrica. El gigante alemán Siemens predice que el mercado de carga inalámbrica para vehículos eléctricos en Europa y América del Norte alcanzará los 2.000 millones de dólares en 2028. Con este fin, ya en junio de 2022, Siemens invirtió 25 millones de dólares para obtener una participación minoritaria en el proveedor de carga inalámbrica WiTricity. Promover la investigación tecnológica y el desarrollo de sistemas de carga inalámbricos.
Siemens cree que la carga inalámbrica de vehículos eléctricos se generalizará en el futuro. Además de hacer que la carga sea más cómoda, la carga inalámbrica también es una de las condiciones necesarias para realizar la conducción autónoma. Si realmente queremos lanzar coches autónomos a gran escala, la tecnología de carga inalámbrica es indispensable. Este es un paso importante hacia el mundo de la conducción autónoma.
Por supuesto, las perspectivas son grandes, pero la realidad es fea. En la actualidad, los métodos de reposición de energía de los vehículos eléctricos son cada vez más diversos y la perspectiva de la carga inalámbrica es muy esperada. Sin embargo, desde el punto de vista actual, la tecnología de carga inalámbrica para automóviles aún se encuentra en la etapa de prueba y enfrenta muchos problemas, como alto costo, carga lenta, estándares inconsistentes y lento progreso de comercialización.
El problema de la eficiencia de la carga es uno de los obstáculos. Por ejemplo, discutimos la cuestión de la eficiencia en el Hongqi E-HS9 antes mencionado. Se ha criticado la baja eficiencia de la carga inalámbrica. Actualmente, la eficiencia de la carga inalámbrica de vehículos eléctricos es menor que la de la carga por cable debido a la pérdida de energía durante la transmisión inalámbrica.
Desde el punto de vista de los costes, es necesario reducir aún más la carga inalámbrica de los automóviles. La carga inalámbrica tiene altos requisitos de infraestructura. Los componentes de carga generalmente se colocan en el suelo, lo que implicará modificaciones del suelo y otras cuestiones. El costo de construcción será inevitablemente mayor que el costo de los pilotes de carga ordinarios. Además, en la etapa inicial de promoción de la tecnología de carga inalámbrica, la cadena industrial es inmadura y el costo de las piezas relacionadas será alto, incluso varias veces el precio de las pilas de carga de CA domésticas con la misma potencia.
Por ejemplo, el operador de autobuses británico FirstBus se ha planteado utilizar tecnología de carga inalámbrica en el proceso de impulsar la electrificación de su flota. Sin embargo, después de la inspección, se descubrió que cada proveedor de paneles de carga terrestre cotizaba 70.000 libras. Además, el coste de construcción de vías de carga inalámbrica también es elevado. Por ejemplo, el costo de construir una carretera de carga inalámbrica de 1,6 kilómetros en Suecia es de aproximadamente 12,5 millones de dólares.
Por supuesto, los problemas de seguridad también pueden ser uno de los problemas que restringen la tecnología de carga inalámbrica. Desde la perspectiva de su impacto en el cuerpo humano, la carga inalámbrica no es gran cosa. El "Reglamento provisional sobre la gestión de radio de equipos de carga inalámbrica (transmisión de energía) (borrador para comentarios)" publicado por el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información establece que el espectro de 19-21 kHz y 79-90 kHz es exclusivo para automóviles de carga inalámbrica. Investigaciones relevantes muestran que solo cuando la potencia de carga excede los 20 kW y el cuerpo humano está en estrecho contacto con la base de carga, puede tener un cierto impacto en el cuerpo. Sin embargo, esto también requiere que todas las partes sigan popularizando la seguridad antes de que pueda ser reconocida por los consumidores.
No importa cuán práctica sea la tecnología de carga inalámbrica para automóviles y cuán convenientes sean los escenarios de uso, todavía queda un largo camino por recorrer antes de que pueda comercializarse a gran escala. Saliendo del laboratorio e implementándolo en la vida real, el camino hacia la carga inalámbrica para automóviles es largo y arduo.
Si bien todas las partes están explorando vigorosamente la tecnología de carga inalámbrica para automóviles, también ha surgido silenciosamente el concepto de "robots de carga". Los puntos débiles que debe resolver la carga inalámbrica representan la cuestión de la conveniencia de la carga para el usuario, que complementará el concepto de conducción sin conductor en el futuro. Pero hay más de un camino hacia Roma.
Por ello, los "robots de carga" también han comenzado a convertirse en un complemento al proceso de carga inteligente de los automóviles. No hace mucho, la nueva base experimental del sistema de energía de la Zona de Demostración de Desarrollo Verde Nacional de Construcción Subcentral de Beijing lanzó un robot de carga de autobuses completamente automático que puede cargar autobuses eléctricos.
Después de que el autobús eléctrico ingresa a la estación de carga, el sistema de visión captura la información de llegada del vehículo y el sistema de despacho en segundo plano envía inmediatamente una tarea de carga al robot. Con la ayuda del sistema de búsqueda de caminos y el mecanismo para caminar, el robot se dirige automáticamente a la estación de carga y agarra automáticamente la pistola de carga. , utilizando tecnología de posicionamiento visual para identificar la ubicación del puerto de carga de vehículos eléctricos y realizar operaciones de carga automática.
Por supuesto, las empresas de automóviles también están empezando a ver las ventajas de los “robots de carga”. En el Salón del Automóvil de Shanghai de 2023, Lotus lanzó un robot de carga flash. Cuando es necesario cargar el vehículo, el robot puede extender su brazo mecánico e insertar automáticamente la pistola de carga en el orificio de carga del vehículo. Después de cargar, también puede sacar el arma por sí solo, completando todo el proceso desde el inicio hasta la carga del vehículo.
Por el contrario, los robots de carga no solo tienen la comodidad de la carga inalámbrica, sino que también pueden resolver el problema de limitación de energía de la carga inalámbrica. Los usuarios también pueden disfrutar del placer de recargar sin tener que bajarse del coche. Por supuesto, cargar robots también implicará costes y cuestiones inteligentes como el posicionamiento y la evitación de obstáculos.
Resumen: La cuestión de la reposición de energía para vehículos de nueva energía siempre ha sido una cuestión a la que todas las partes de la industria conceden gran importancia. En la actualidad, la solución de sobrecarga y la solución de reemplazo de batería son las dos soluciones más comunes. Teóricamente, estas dos soluciones son suficientes para satisfacer en cierta medida las necesidades de reposición de energía de los usuarios. Por supuesto, las cosas siempre avanzan. Quizás con el advenimiento de la era sin conductor, la carga inalámbrica y los robots de carga puedan abrir nuevas oportunidades.
Hora de publicación: 13 de abril de 2024