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电动车需求带动无线充电应用市场

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Plugless Power无线汽车充电系统可设置于停车位下方,搭配车上线圈无线传输充电电能。Evatran
Plugless Power无线汽车充电系统可设置于停车位下方,搭配车上线圈无线传输充电电能。Evatran

电动车的动力来源即为电力,如何为纯电力驱动车辆EV或是BEV电池电动车提供高效率与便捷地电力补充备援,有业者提出无线化的充电方案,不只可做为EV/BEV补充电池电量选项…

在发展EV(Electric Vehicle)/BEV(Battery Electric Vehicle)环保节能车辆,最大的困扰即是需要建置一定数量的充电站,才能让使用EV/BEV的车主在无补充电力的后顾之忧前提下,选购EV/BEV车款,因为毕竟Hybrid Car车种还可透过添加燃料油补充发电所需的能量,但对纯电力驱动的EV/BEV车种,没有建置完善的充电站服务网络,等于是让EV/BEV车主整日惶惶不安,总是要估算用车电量是否足以应付通勤所需,形成EV/BEV产品导入市场的最大阻碍。

Plugless Power无线充电环境部署便捷,可透过设置简易无线电力传输座,让停车位升级至可为EV/BEV车充电的车位。Evatran

Plugless Power无线充电环境部署便捷,可透过设置简易无线电力传输座,让停车位升级至可为EV/BEV车充电的车位。Evatran

Plugless Power电力传输无线化后,停车位置准确度将左右传输效能甚钜。Evatran

Plugless Power电力传输无线化后,停车位置准确度将左右传输效能甚钜。Evatran

HEVO Power为其EV/BEV无线充电系统开发的充电站查找、无线充电器校准应用App。HEVO Power

HEVO Power为其EV/BEV无线充电系统开发的充电站查找、无线充电器校准应用App。HEVO Power

HEVO Power可利用类似马路人孔盖的电力传输座设置,建置无线充电站,而不需额外设置专用充电站,节省充电站部署成本。HEVO Power

HEVO Power可利用类似马路人孔盖的电力传输座设置,建置无线充电站,而不需额外设置专用充电站,节省充电站部署成本。HEVO Power

HEVO Power电力传输座外型就像马路人孔盖,适合户外环境设置,具备一定程度的防水性。HEVO Power

HEVO Power电力传输座外型就像马路人孔盖,适合户外环境设置,具备一定程度的防水性。HEVO Power

发展EV/BEV环保车  充电站便利性成为推广门槛

尤其是在比较EV/BEV或是其他使用生质燃料的环保诉求车种来说,对环保冲击较低、更具效率的节能车种,仍以全电力驱动EV/BEV车种最能满足环保要求,因为EV/BEV车种为全电力驱动,不像Hybrid Car还有机会用到石化燃料,EV/BEV完全不会有任何废气排放,而行驶的电力动力来源则可自太阳能、风力或是其他洁净能源产生方式蓄积与转换,即便是透过市电电网转换而来的电力来源,也会较大量使用石化能源来得更洁净。

但纯电力EV/BEV车要能风行,最大的问题仍取决于充电站设置便捷性而定,因为EV/BEV车跟一般石化燃料车种一样,在驱动能源耗尽后就必须透过补充进行蓄能,但石化燃料车种可在加油站、加气站直接透过填充石化燃料,即完成驱动燃料转移,但EV/BEV车除非是电池直接替换,否则即无法如同石化燃料车种转移驱动燃料这般方便、快速。

电池交换站成本高  电池折旧问题多

虽说EV/BEV车种也有汽车厂规划直接更换电池模块的电池替换站设计,为的就是解决充电站至少需要30分至2~3小时才能完成车辆蓄能的漫长耗时,但可替换电池EV电池更换站,在架设时若无政策支持,由政策要求不同车厂均需设置相同规格电池模块,否则电池更换站仅能在特定车厂出产的车种,才能享用电池交换站的快速蓄能服务,电池替换站的使用效益低落,相对也增加设置电池交换站的成本,而在寸土寸金的都会区电池交换站设置成本更高。

此外,替换电池虽可加速能量转移,但锂电池造价不斐,会有寿命与使用安全一堆问题,除非车厂愿意在卖车的同时直接把电池替换成本纳入车辆售价中,否则电池替换站的成本架构将成为电池交换站设置的最大阻碍。

EV/BEV使用有线充电为多

若以美国最热门的EV车Tesla Motor车厂来说,其电动车设计采嵌入式锂电池,将电池与EV车底盘进行整合,使汽车重心较石化动力车重心几乎都在引擎部位的配重更加平均,其充电架构为采用自宅市电充电或是设置在卖场或Tesla Motors自力建构的充电站,提供车主快速充电使用,充电站为使用部分太阳能蓄能并搭配市电供应。

以目前主流的EV纯电力车观察,仍以插电式电力传输为主,因为插电的好处是可以透过更有效率的电缆对车内电池模块进行充电,若对应各家车厂自家的快速充电架构,以Tesla Motor车厂的Supercharger技术方案,可在90kW功率之直流电进行充电,约仅需30分钟即可完成可行驶240km电力的蓄能准备!

无线充电站部署简单  EV/BEV可以便利取用充电

虽然插电式EV(Plug-in electric vehicle,PEV)可利用有线充电方案进行快速充电,但实际上多数车厂仍十分看重无线充电技术方案,因为无线充电技术可以在EV车发展更普及、成熟的阶段,提供车主一种不需限制特定车厂车型、充电规格和必须与快速充电架构兼容的使用限制,而是可利用无线电力转换架构,让车主可在停车场或是充电站免除连线状况下透过无线电磁能量转换技术,将充电能量透过无线化环境转移为EV车辆蓄能。

目前发展EV无线充电技术的业者相当多,有车厂自力研发,也有无线充电业者开发车用版本,甚至也有车用电子业者投入,例如目前较有开发成果的就有Evatran、HEVO Power、Bosch等业者开发对应车用无线充电技术,各家技术着眼点不同,其适用环境与应用情境也会略有不同。

Plugless Power已有车厂导入

以Evatran开发的免插座Plugless Power车辆充电系统为例,美国业者Evatran开发的Plugless Power无线充电系统为使用电感(inductive)无线电力传输技术,取代原有的有线电力传输设计。

Plugless Power无线充电技术方案为利用设置于车辆底盘下方的Vehicle Adaptor(车用电力转接器),利用简单改装即可让车辆下方的Vehicle Adaptor和设置于地面的无线充电平台Parking Pad进行校准对应,只要Vehicle Adaptor与Parking Pad准确对准即可唤醒Plugless Power车辆充电系统,透过无线电力传输架构为EV车进行电池蓄能。

而Plugless Power车辆充电系统无线化能量转化过程提高效率的关键,即必须在Vehicle Adaptor与Parking Pad准确对准才能以最大功率进行能量无线传输,为让Vehicle Adaptor与Parking Pad更便于对准,Evatran在Plugless Power无线充电系统提供自动化的语音指导设计,辅助驾驶人在停车于Parking Pad的对准程序以达成准确对准。Plugless Power车辆充电系统已经获得不少开发EV车厂尝试导入新车设计,目前已可装设在Nissan、GM生产的EV车种上。

在Plugless Power无线汽车充电系统设计方案中,Plugless Power无线汽车充电系统开发重点是在提供跨车厂、跨车型便捷的无线充电方案,而其中提供电力传输的Parking Pad设置条件相当低,可利用室内?室外停车场或卖场停车场进行设置,利用建筑本身的太阳能洁净能源转换或是市电提供Parking Pad电力来源,车主在缴付停车费的同时也包含充电费用。

由于Plugless Power(无线充电技术方案)为跨车种、车厂的EV充电方案,亦可搭配Vehicle Adaptor这类可由车主自行改装支持的套件,即可享用Plugless无线充电技术方案,虽说Plugless Power看起来有发展无线充电方案的前景,但要让驾驶技术不佳的车主停准车位看似容易,却这也是影响充电效率的关键。

HEVO Power无线充电技术  以货车、大众运输EV车应用为主

HEVO Power所开发的无线充电系统,概念就与Plugless Power无线汽车充电系统不同,HEVO Power为针对业务用货车、大众运输工具提供特定停车站点的无线充电技术方案。以HEVO Power技术观察,其所开发的无线充电站设备类似马路常见的人孔盖装置,电动货车或是公车在车辆底盘装设无线电力接收器,可在10kW电力传输功率下进行充电程序。

为了便于使用HEVO Power无线充电系统的车辆便于进行无线充电设备对准、改善充电效能,HEVO Power无线充电系统另提供一组智能手机无线充电辅助应用程序,透过应用程序可以显示EV车的停放位置与现有充电是否已达最佳化状态。

Bosch亦提供无线充电方案  抢攻EV/BEV车用电子市场

另外,知名汽车电子元件供应商Bosch,也针对车用无线充电提供对应解决方案,Bosch的无线充电技术其实是源自Evatran无线充电系统,Evatran无线充电系统包含一组Control Panel(车内控制面板),套件包含充电必备的零组件与电缆、整合接收无线电力的线圈之车用转接器(Vehicle Adaptor)、与传输无线电力的Parking Pad(停车平台)。

有别于必须在静止状态下进行无线充电的技术方案,Stanford University(美国史丹佛大学)在2012年提出轨道式无线充电方案技术构想,主要概念是利用布设在车道上的电力传输线圈,来为行驶中的EV车种进行源源不绝的电力供应。Stanford University提出的车用无线充电技术方案,主要是可提供行驶中车辆自动充电使用,但布设难度在于须在公设道路进行部署,必须有公权力介入进行建置,而且此技术也要在EV车种更普及后才有可能实现,发挥EV车的充电效益。