在“四化”(電動化、智能化、共享化和網(wǎng)聯(lián)化)的大趨勢下,全球汽車制造商都在開展大刀闊斧的改革。多家汽車制造商表示將重點(diǎn)放在研發(fā)電動汽車上,如沃爾沃希望在2025年時(shí)讓電動車輛的銷量占其全球總銷量的一半,在未來5年中,沃爾沃預(yù)計(jì)每年都會推出純電動汽車;豐田計(jì)劃到2030年左右,電動化車輛年銷量超過550萬輛的,其中至少100萬輛是bev和fcev;大眾則計(jì)劃到2025年,集團(tuán)旗下各品牌將推出共計(jì)超過80款全新電動化的車型,包括50款純電動及30款插電式混合動力車輛;現(xiàn)代企業(yè)也宣布到2025年之前,將38款“環(huán)保汽車”車型推向市場,其中7款計(jì)劃在2022年之前上市,可以看出,各大車企都在順應(yīng)電動化潮流,大力發(fā)展電動汽車。
不過,與車企們的勃勃雄心形成對比的是,電動汽車的普及率并不是太高,主要是因車主具有“續(xù)航焦慮”的問題。而解決該問題一方面需要提升電池的性能,另一方面就是提供便利、快速的充電設(shè)施。但是,無論國內(nèi)外,充電基礎(chǔ)設(shè)施目前尚不能滿足需求。不過,在大力建造充電基礎(chǔ)設(shè)施的同時(shí),還需要兼顧便利性,因此,很多公司研發(fā)了無線充電技術(shù),甚至為自動駕駛電動汽車研發(fā)了機(jī)器人充電槍。
寶馬
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(圖片來源:寶馬)
寶馬曾為寶馬530e iperformance車型提供了無線充電設(shè)施租賃選項(xiàng),該系統(tǒng)的充電功率為3.2kw,寶馬530e iperformance充滿電需要大約三個(gè)半小時(shí),充電效率高達(dá)85%。該無線充電包包含一個(gè)感應(yīng)式的充電墊(可安裝在車庫或戶外),以及一個(gè)固定在車輛底部的輔助充電部件(carpad)。充電墊和carpad之間無需接觸,在8厘米左右的距離內(nèi)即可進(jìn)行能量傳輸。充電墊產(chǎn)生磁場,carpad內(nèi)部可感應(yīng)電流,然后給高壓電池充電。只要車輛停放在感應(yīng)式充電墊上方正確位置,并按下充電啟動/結(jié)束的按鍵,充電即可進(jìn)行。一旦電池充滿電,系統(tǒng)則會自動關(guān)閉。該系統(tǒng)的所有導(dǎo)電組件都有防雨、防雪保護(hù),開車碾過也不會損壞。在充電過程中,環(huán)境電磁輻射僅限于車輛底盤。如發(fā)現(xiàn)任何異物,充電墊會受到永久監(jiān)控并被關(guān)閉。
蘋果
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(圖片來源:patentlyapple.com)
2019年7月,蘋果獲得了一項(xiàng)名為“無線充電系統(tǒng)匹配”的專利,即汽車無線充電系統(tǒng)。蘋果的解決方案和發(fā)明包括一個(gè)系統(tǒng),該系統(tǒng)內(nèi)的汽車配備了一個(gè)控制轉(zhuǎn)向和推進(jìn)系統(tǒng)的控制電路。該控制電路能夠利用轉(zhuǎn)向和推進(jìn)系統(tǒng)將車輛停到停車位內(nèi),電源能夠從停車位的無線電源傳輸器,無線傳輸至汽車車身上安裝的無線電源接收器。
在車輛停放期間,控制電路會利用傳感器測量,還能收集有關(guān)無線電源傳輸效率的信息。根據(jù)傳感器的測量信息以及對應(yīng)的無線電源傳輸效率的測量信息,歷史車輛-無線電源傳輸匹配信息可以得到更新。在接下來的停車中,歷史車輛-無線電源傳輸匹配信息可幫助讓車輛停在電源傳輸效率最高的位置。如果有需要,還能夠?qū)④囕v故意停在不同的停車位,收集其他的車輛-無線電源傳輸匹配信息。
三星
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(圖片來源:patentlymobile.com)
令人意想不到的是,韓國三星公司也在2019年獲得了一項(xiàng)有關(guān)汽車無線充電設(shè)備的專利。該無線充電設(shè)備能夠?qū)㈦姶挪ㄐ问降碾娔埽瑹o線轉(zhuǎn)發(fā)到無傳輸線的設(shè)備上。
在無線充電中,由于無線充電內(nèi)部各部分之間沒有排列對齊,會造成效率下降,同時(shí)產(chǎn)生熱量,一般可以采用風(fēng)扇,利用空氣強(qiáng)制對流方案,為無線充電設(shè)備降溫。但是,在強(qiáng)制對流方案中,由于無線充電設(shè)備的空氣通道受限,因而冷卻效率可能存在限制。如果無線充電設(shè)備冷卻不足,在使用上就會帶來一定的限制。三星的發(fā)明中就提供了一種無線充電裝置,其無線充電時(shí)產(chǎn)生的熱量可以降低,即可以提高冷卻效率。此外,還具備一個(gè)支撐設(shè)備,對于安裝在車輛上的無線充電設(shè)備來說,即使車輛在行駛中發(fā)生振動或搖晃,也可以通過該支撐裝置為外部設(shè)備進(jìn)行無線充電。
除了上述提到的無線充電技術(shù),因?yàn)橛行┤孕枰祟愸{駛員將車開到指定地點(diǎn)進(jìn)行充電,因此有些機(jī)構(gòu)和公司為無人駕駛汽車專門設(shè)計(jì)了機(jī)器人充電槍。
格拉茨工業(yè)大學(xué)
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(圖片來源:格拉茨工業(yè)大學(xué))
早在2018年,奧地利格拉茨工業(yè)大學(xué)就在與行業(yè)伙伴合作,以研發(fā)一個(gè)由機(jī)器人控制的電動汽車快速充電系統(tǒng)。而且該系統(tǒng)采用了攝像頭系統(tǒng),可以讓導(dǎo)電聯(lián)合充電系統(tǒng)(ccs)的機(jī)器人找到電動汽車的充電插座,自動設(shè)置好不同的參數(shù),讓汽車可以一個(gè)接著一個(gè)地開進(jìn)充電站充電。不僅汽車無需特別改裝以適應(yīng)該項(xiàng)技術(shù),該技術(shù)還可以給不同停車位上的車輛串聯(lián)充電,即使車輛停錯(cuò)位置,一樣可以充電。
electrify america
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(圖片來源:electrify america)
2019年8月,electrify america表示將與電動汽車車隊(duì)充電公司stable auto合作,為自動駕駛汽車部署機(jī)器人充電解決方案,目標(biāo)是能夠在無人干預(yù)的情況下,使用附著在機(jī)器人解決方案上的一個(gè)150kw直流快速充電槍給自動駕駛電動汽車充電。electrify america將負(fù)責(zé)評估其充電系統(tǒng)的硬件、網(wǎng)絡(luò)、操作和計(jì)費(fèi),以讓該系統(tǒng)能夠與自動駕駛汽車充電車隊(duì)最匹配,還給stable的充電設(shè)施提供了兩臺150kw直流快速充電槍。stable會將機(jī)器人技術(shù)與electrify america充電樁的先進(jìn)調(diào)度軟件進(jìn)行配對,讓自動駕駛電動汽車車隊(duì)在無操作員在場的情況下可自行充電:車輛可以自行停放在標(biāo)準(zhǔn)停車位內(nèi)的任何地方,而stable機(jī)器人會自動將汽車與充電槍連接。
大眾
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(圖片來源:大眾)
近日,大眾集團(tuán)則展示了一個(gè)新型移動機(jī)器人概念產(chǎn)品,無論電動汽車停在哪里,該機(jī)器人都可以找到車輛,并為其充電,讓每一個(gè)停車位都變成充電位。這個(gè)機(jī)器人可以自行移動,將一個(gè)25千瓦時(shí)的電池組移到車輛旁邊,而且可以一次操作多個(gè)電池組,將車輛與電池組連接起來,完成充電后,還可以將電池組運(yùn)送會存放地點(diǎn)。此外,該機(jī)器人配備了多個(gè)攝像頭激光掃描儀和超聲波感應(yīng)器,可以自動行駛,具有識別和躲避障礙物的能力。對于使用者而言,既可以通過移動端應(yīng)用,也可以通過v2x通信召喚該充電機(jī)器人。
在電動化的浪潮之下,環(huán)保盛行之時(shí),雖然電動汽車在不斷發(fā)展,但是與之配套的充電基礎(chǔ)設(shè)施也要很好的部署起來,否則電動汽車的普及只是一句空話。這也是為什么在2019年,雖然中國新能源汽車的效率下滑了4%,而充電基礎(chǔ)設(shè)施卻增加了18.1%的原因。只有擁有便利、快速的充電基礎(chǔ)設(shè)施,才能真正打消車主們的“續(xù)航焦慮”,真正迎來電動時(shí)代。
來源:網(wǎng)絡(luò)
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