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老小区充电桩不够用,自动充电才是电动车最优解?

2022年04月27日 17:41:01
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来源:路咖汽车

当汽车发展到电动化时代之后,一些自动化的功能开始显现,例如自动驾驶、自动停车、自动接驳等。但对于每天电动车至关重要的充电环节,目前还没有实现自动化充电功能。

那么以后的用车体验上,我们是否可以体验到“无感知自动充电”,具体该如何实现?是不是以后充电设备的发展路线?能给目前的充电设备带来什么样的改变?

无线充电难普及,为何还在推?

我们目前已知的充电方式包括了传统的快充、慢充,还有正在加速普及的换电业务。但以后我们可能会面对一种无感知的充电方式——自动充电。

那么这种充电方式,目前给出了几种解决方案,第一种大陆集团的解决方案,类似于无线充电的一种解决方案;第二种是可自主移动的充电机器人。之后,大众也有这种类似的概念性产品,但具体怎么实现暂时还没有公布。

那么以上提到的解决方案,都是如何实现的?

大陆给出的解决方案是感应式的充电解决方案,需要在车底盘、地面安装充电部件,两个部件会自动链接来实现导电充电。两个充电部件之间的识别功能,是依靠超宽带短距离无线电通信相互检测,这种信号具有集中特点,抗干扰性强、传输速度高、保密性好,确保了车端与充电端的快速、高效的链接。

看起来似乎与传统意义上的无线连接充电比较像,但充电端与车端的硬线连接限制了充电损失,提高了整体的充电效率。计划推出的两个版本分别对应家用以及商用两个版本,分别对应了22kW交流电、50kW以上的直流充电两个版本。

充电功率不是很高,有什么影响么?22kW和50kW对于目前的电动车来说,这样的充电功率不算特别快的那种,目前的直流充电桩普遍都是60、80、90kW或更高的功率。但话说回来,虽然充电桩的功率提高但也受限于车辆能接受的电压以及电动车的BMS电池热管理限制。

所以22kW和50kW这样的功率,给目前的大部分电动车充电够用,但暂不清楚这种硬链接模式的充电功率是否有着与快充桩一样的充电效率;另外,例如高能量密度的电池、800V架构的车型,可能远不够用。

沃尔沃在2019年就给出了一种无线充电的解决方案,最高充电功率40kW,充电车型搭载的是69kWh容量的电池,充满大概需要100分钟。相比之下,还是有线充电的效率更高。

在有线充电和无线充电之间,慢充而言,不考虑电量传输损失,似乎不相上下;而无线电充电,往往与有线充电,更浪费。从快充来看,输出功率的高低,有线充电在高功率充电段位能吊打无线充电,这也是无线充电(也包括地板与底盘硬链接模式)未能大面积铺开的原因之一。

我们要承认无线充电确实比有线充电方便,可以做到无感充电,但缺点就是功率低、充电效率慢,与目前的直流快充桩有一定差距。电动车的无线充电技术在多年前已经有了量产雏形,但最终没有大面积的商业化应用,就是因为没有高充电功率所以没有得到大范围应用。

充电机器人,比无线充电靠谱?

第二种可能性,是可以自主移动的机器人。底层逻辑很好理解,通过自身的感知设备+自动驾驶算法来实现与车端的链接,以现有的实例来看自身可以携带容量为70kWh的电池,功率为42kW,2小时充满一辆续航600km的电动车。

首先,这个产品的充电功率已经等同于快充桩的功率,而且充电模式与快充桩无差异都是通过车端的充电接口,但它是可以移动的电源。所以,我们可以把它看成手机使用的“共享充电宝”那种模式。显然,这并不是一个高频的应用场景,而是只能解决燃眉之急的一个需求,是一个过渡性的解决方案。

那么这种充电模式会比上文的无线充电模式,更容易得到应用。举例,老旧小区、商场的地库,在建造初期并没有预留独立充电桩的位置,而后期改造成本又略高。如果有充电机器人,可以划分一个充电区域,单独的对这种移动充电机器人进行管理和充电,这就是一个很实用的应用场景。

另外,例如偏远地区可能没有普及度非常高的基础建设,或者电网无法承载高功率充电桩建设。那么也可以用充电机器人对车辆完成充电,而且能达到普通快充桩的充电功率,也不会对电网带来压力。不需要大规模的改造现有的硬件,也可以低成本的给纯电动汽车进行充电。除了供应商之外,整车企业大众集团也有类似的概念产品,但目前还没量产。

可以看做是一种过渡性的电动车补能解决方案,在以上几个使用场景中移动充电机器人很有存在的必要。免除了场地改造的高成本、解决了充电桩带来的电网压力等问题,但这个充电模式需要面对的难题是什么?

需要建立一个稳定、可靠、安全的车端与电端的信号链接,需要匹配各种电池供应商不同型号的电池,后期迭代产品可能会推出对应不同功率、密度的版本。最后就是这种充电机器人的安全性问题,可以采用传统风冷或较为先进的液冷技术,来解决充电设备过热的问题。

总结

以上说的两大类充电模式,第一种无线充电(包括硬链接模式)显得有些鸡肋,原因是它的充电功率远不如充电桩高,而且充电过程可能还会有功率上的损耗,这也是目前为止没有大面积普及的原因之一。

而第二种的充电模式,有着与快充桩相似的充电功率,而且充电模式也与充电桩一样,只是载体不同;应用场景多元化、灵活等特点,可能会受到更容易广泛的应用。

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