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http://technews.tw/2018/07/11/topology-bmw-car-wireless-charging-july/
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BMW 宣布 2018 年 7 月将投入无线充电系统生产,并于德国率先导入于 BMW 530e
iPerformance PHEV 车型。未来汽车仅需停放于充电底座正上方,按下启动按钮,无需电
缆即可开始充电,充电完成系统也将自动关闭,此系统率先提供车主安装于自家车库中,
透过 3.2kW 功率在 3 个半小时内将电池充饱,使充电易用性与便利性有望大幅提升。
各国政府积极推进新能源车发展,提升用户在充电环节的服务体验与提升续航里程成为各
车厂努力方向,除了提升电池容量外,快速充电与无线充电亦为各车厂与 Tier 1 重点研
发项目。此次,BMW 推出的无线充电系统并非汽车领域首例,早在 2007 年 MIT 研究团
队设立的 WiTricity 及以磁共振技术为主轴,与 Toyota、Audi、Mitsubishi 与 Honda
等车厂展开合作;2012 年美国厂商 Evatran 则透过 Plugless Power 计画,对 Nissan
Leaf 与 GM Volt 车主进行实证测试,尔后包括 Daimler、BMW、GM 等车厂皆陆续投入无
线充电方案测试。
相较于中低功率的无线充电系统主要采用 WPC 的 Qi 标准,以磁感应技术为主,汽车领
域则多采用磁共振技术,仅有 Evatran、Bombardier 等少数厂商采用磁感应方案。主要
原因是磁共振技术支援较高功率与较远传输距离,在汽车充电动辄千瓦的功率,与底盘与
地面距离较远难以近距离耦合的条件下,磁共振技术即广泛被车厂采用。
以往多有磁共振技术充电效率不佳的讨论,随着各解决方案提供商积极投入高效率天线设
计、高效能电力转换技术等,目前采用磁共振技术的汽车无线充电方案皆可达到 85~
90% 的充电效率,与磁感应技术 90% 传输效率相比,已相当具有竞争力。
汽车无线充电标准制定实现跨厂相容,提升充电服务可接近性
目前汽车无线充电仍停留在标准测试的阶段,其中 SAE 主导汽车无线充电发展,其于
2014 年即已公告针对 EV 与 PHEV 的国际无线充电标准 J2954,与无线充电通讯标准
J2847-6,其中 J2954 将汽车无线充电依据输出功率分为 4 个等级,包括家用充电设备
的 WPT1 支援 3.7kw、用于公共与半开放停车场的 WPT2 支援 7.7kw,以及应用于快速充
电的 11Kw 与 22Kw;同时,J2945 也要求无线充电系统需相容各家电动车,此亦将解决
目前采用电缆充电存在接口标准不一的问题。
除 SAE 外,包括国际标准组织 IEC 也已针对地面端无线充电订定标准 IEC 61980,
ISO19363 则是针对车辆端订定标准;另外,德国 STILLE 计画、日本 JSAE 等也陆续推
出汽车无线充电标准,中国为全球最大新能源车市场,对于汽车无线充电需求也不小,
2015 年中国新能源汽车 EV 无线充电标准委员会也已订定无线充电系统要求、通讯协议
与电磁环境限值与测试方法等,目前皆已进入最后审批阶段,包括吉利汽车、小鹏汽车、
Nissan 与 BMW 等皆已于中国展开功能交互操作测试。随国际标准组织皆已进入最后标准
测试阶段,预计 2019 年将完成相关标准订定,届时无线充电系统厂在产品规划与市场推
广上亦将有所依循;对消费者而言,无线充电除可提升易用性外,未来也无需考量充电接
口不一的问题,当基础建置大规模布建后,任何设置无线充电站的停车场皆可进行充电,
充电服务的可接近性将大幅提升。
汽车无线充电率先实现于家用充电站,终极目标为结合智慧城市实现动态充电
观察现有汽车无线充电方案,功率普遍落在 WPT1 等级,亦即无线充电将率先实现于家用
充电设备,随着各大车厂陆续投入测试与国际标准颁布,无线充电将往 7.7kW 方向发展
,其功率较大得以缩短充电时间,也较适合安装于公用停车场,以符合 4~8 小时停车充
电需求,但此类皆属于静态充电;更多车厂与政府单位希望实现的或许是进一步结合公共
建设,实现高功率、短时间的动态充电,此亦代表着汽车无线充电将成为智慧城市中的重
要环节,包括在等待红绿灯、公共汽车停靠站等短暂停留的场景,透过无线充电装置的布建,
让汽车充电更容易与方便,目前包括意大利、韩国与瑞典等国家皆已展开动态充电测试。
心得/说明:
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特斯拉这个是不是落后科技?