□ 本報記者 王 輝
哪種充電方式最便利,最快速,這是目前電動汽車行業最為關注的事情。在近日中國電動汽車百人會舉辦的“電動汽車熱點問題系列研討會”上,大功率充電和無線充電技術兩種充電方式受到熱議。
大功率充電 短期內難實現
多數用戶希望在駕駛電動汽車時,能夠擁有與燃油車相同的加油體驗,大功率充電就能滿足這種需求。南京南瑞集團國際部副主任倪峰表示,從全球來看,商用車、出租車、網約車等營運車輛對于大功率充電的需求最為迫切。對于如何實現大功率充電有兩種技術路徑,一是沿用2015版充電連接器,該方案可以與現有標準端面兼容,但難以改進現有的不足,提升空間有限;二是重新設計具有向前兼容但物理結構有所改進的連接器,改進現有方案的部分固有問題,減小尺寸,提升安全性能,能更好地適應新的工作方式,但該方案需要采用轉接頭的方式實現向前兼容。
這里不能忽視的是,無論通過何種方式實現大功率充電,都會對電動汽車的高壓系統帶來嚴峻的挑戰。北京新能源汽車股份有限公司技術高級經理白健介紹,大功率充電技術需要改進PEU(動力控制單元),如:MCU(電機控制單元)中IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)需要重新選型、OBC(車載充電機)輸出側變壓器需要調整、電容和二極管等元器件要選用900V以上的耐壓等級器件;DC/DC方面,也需要調整輸入側變壓器;動力電池系統(BMS)和整車控制系統(VCU)方面,主要是溫度方面傳感器的增加,控制策略和保護策略的調整和設計。另外,高壓線束方面也需要進行優化設計。
提升半導體器件產品技術水平,是應對大功率挑戰的重要手段。英飛凌科技(中國)有限公司技術應用工程師李鵬介紹,目前英飛凌正在研制的車載大功率充電方法,是基于主逆變器的拓補來實現。
實際上,大功率充電短期內很難實現。中國電動汽車百人會執行副理事長歐陽明高表示,一方面英飛凌作為全球前列的半導體廠商,都尚未準備好迎接大功率充電所帶來的高頻、高壓等問題。另一方面,大功率快充技術對于整車成本有較大影響,以碳化硅為例,目前碳化硅成本高,尚處于換代研發期,預計到2025年才有可能實現規模化。即便如此,歐陽明高仍然認為我國需要啟動大功率充電方面的研究。他表示,我國要圍繞大功率充電展開超前研究,整車企業可以先進行嘗試,也為標準的制定積累數據和經驗。而到2020年前后,我國必須要把大功率充電的問題摸透,屆時將進行相關標準的制定。
無線充電 將迎來發展元年
無線充電是一種通過磁場傳遞能量的充電方式,兩者間不用電線連接。中惠創智無線供電技術有限公司副總工馬邦華介紹,無線充電主要涉及電磁感應、電磁波等技術。
清華大學電機系助理研究員陳凱楠介紹,發展電動汽車無線充電主要從四個方面考慮:首先是便利性,無線充電可以做到即停即充;其次是安全性,無線充電可以實現沒有金屬件裸露在外,而且充電設施不存在磨損、漏電等問題;第三是緊湊性,無線充電設施安裝在地下,因此可以節省空間,特別是對土地資源較為緊張的大城市來說具有很大的吸引力;第四是環境融入性,與充電樁和充電線相比,無線充電的優勢是更為美觀。
正是因為上述優點,目前寶馬、奧迪等車廠已經開始將無線充電技術運用到電動汽車上。而我國也有很多企業專注于無線充電領域,而且已經取得了一定進展。中興新能源汽車有限責任公司系統部總監胡超表示,目前無線充電在技術上已經基本突破,當前的主要問題是如何降低成本、提高安全性。此外,在未來,如果考慮與自動駕駛相結合,那么無線充電還有許多技術問題需要攻克。
此外,部分非技術問題也限制了無線充電產業的落地。陳凱楠表示,非技術問題包括缺乏統一性的標準、設備和建設成本高以及公眾對電磁輻射問題的擔憂等。
電動汽車的無線充電作為一個新興領域,在當前市場上找不到可以借鑒的技術路線和商業模式,需要從零開始探索。業內認為2018年會成為無線充電的元年,將開始有無線充電的車型投入市場。而到2025年,無線充電才會真正進入產業化階段。目前,國內的很多車企都已經開始對無線充電進行提前布局。 《中國質量報》