O desenvolvimento de novos veículos energéticos está em pleno andamento, e a questão da reposição de energia também se tornou uma das questões às quais a indústria tem prestado total atenção. Enquanto todos debatem os méritos da sobrecarga e da troca de baterias, existe um “Plano C” para carregar veículos com novas energias?
Talvez influenciado pelo carregamento sem fio de smartphones, o carregamento sem fio de carros também se tornou uma das tecnologias que os engenheiros superaram. De acordo com relatos da mídia, não muito tempo atrás, a tecnologia de carregamento sem fio para automóveis recebeu pesquisas inovadoras. Uma equipe de pesquisa e desenvolvimento afirmou que a base de carregamento sem fio pode transmitir energia para o carro com uma potência de saída de 100 kW, o que pode aumentar o status de carga da bateria em 50% em 20 minutos.
É claro que a tecnologia de carregamento sem fio para automóveis não é uma tecnologia nova. Com o surgimento de novos veículos energéticos, várias forças têm explorado o carregamento sem fio há muito tempo, incluindo BBA, Volvo e várias empresas automobilísticas nacionais.
No geral, a tecnologia de carregamento sem fios para automóveis ainda está numa fase inicial e muitos governos locais também estão a aproveitar esta oportunidade para explorar maiores possibilidades de transporte no futuro. No entanto, devido a fatores como custo, energia e infraestrutura, a tecnologia de carregamento sem fio para automóveis tem sido comercializada em larga escala. Existem muitas dificuldades que ainda precisam ser superadas. A nova história sobre o carregamento sem fio em carros ainda não é fácil de contar.
Como todos sabemos, o carregamento sem fio não é novidade na indústria de telefonia móvel. O carregamento sem fio para carros não é tão popular quanto o carregamento de telefones celulares, mas já atraiu muitas empresas a cobiçarem essa tecnologia.
No geral, existem quatro métodos convencionais de carregamento sem fio: indução eletromagnética, ressonância de campo magnético, acoplamento de campo elétrico e ondas de rádio. Entre eles, os telefones celulares e os veículos elétricos utilizam principalmente indução eletromagnética e ressonância de campo magnético.
Entre eles, o carregamento sem fio por indução eletromagnética utiliza o princípio de indução eletromagnética do eletromagnetismo e do magnetismo para gerar eletricidade. Possui alta eficiência de carregamento, mas a distância efetiva de carregamento é curta e os requisitos de local de carregamento também são rigorosos. Relativamente falando, o carregamento sem fio por ressonância magnética tem requisitos de localização mais baixos e uma distância de carregamento mais longa, que pode suportar vários centímetros a vários metros, mas a eficiência de carregamento é ligeiramente inferior à anterior.
Portanto, nos estágios iniciais da exploração da tecnologia de carregamento sem fio, as montadoras favoreceram a tecnologia de carregamento sem fio por indução eletromagnética. As empresas representativas incluem BMW, Daimler e outras empresas de veículos. Desde então, a tecnologia de carregamento sem fio por ressonância magnética tem sido gradualmente promovida, representada por fornecedores de sistemas como Qualcomm e WiTricity.
Já em julho de 2014, a BMW e a Daimler (agora Mercedes-Benz) anunciaram um acordo de cooperação para desenvolver conjuntamente tecnologia de carregamento sem fio para veículos elétricos. Em 2018, a BMW começou a produzir um sistema de carregamento sem fio e tornou-o um dispositivo opcional para o modelo híbrido plug-in da Série 5. Sua potência de carregamento nominal é de 3,2 kW, a eficiência de conversão de energia chega a 85% e pode ser totalmente carregada em 3,5 horas.
Em 2021, a Volvo usará o táxi elétrico puro XC40 para iniciar experimentos de carregamento sem fio na Suécia. A Volvo criou especialmente diversas áreas de teste na área urbana de Gotemburgo, na Suécia. Os veículos de carregamento só precisam estacionar nos dispositivos de carregamento sem fio incorporados na estrada para iniciar automaticamente a função de carregamento. A Volvo disse que sua potência de carregamento sem fio pode chegar a 40 kW e viajar 100 quilômetros em 30 minutos.
No campo do carregamento sem fio automotivo, meu país sempre esteve na vanguarda da indústria. Em 2015, o Instituto de Pesquisa de Energia Elétrica Guangxi da China Southern Power Grid construiu a primeira pista de teste de carregamento sem fio de veículos elétricos domésticos. Em 2018, a SAIC Roewe lançou o primeiro modelo totalmente elétrico com carregamento sem fio. FAW Hongqi lançou o Hongqi E-HS9 que suporta tecnologia de carregamento sem fio em 2020. Em março de 2023, SAIC Zhiji lançou oficialmente sua primeira solução de carregamento sem fio inteligente para veículos de alta potência de 11 kW.
E Tesla também é um dos exploradores na área de carregamento sem fio. Em junho de 2023, a Tesla gastou US$ 76 milhões para adquirir a Wiferion e a renomeou como Tesla Engineering Germany GmbH, planejando aproveitar o carregamento sem fio a um custo baixo. Anteriormente, o CEO da Tesla, Musk, tinha uma atitude negativa em relação ao carregamento sem fio e criticou o carregamento sem fio como “baixo consumo de energia e ineficiente”. Agora ele chama isso de um futuro promissor.
É claro que muitas montadoras como Toyota, Honda, Nissan e General Motors também estão desenvolvendo tecnologia de carregamento sem fio.
Embora muitas partes tenham conduzido explorações de longo prazo no campo do carregamento sem fio, a tecnologia de carregamento sem fio automotivo ainda está longe de se tornar uma realidade. O factor chave que restringe o seu desenvolvimento é o poder. Veja o Hongqi E-HS9 como exemplo. A tecnologia de carregamento sem fio com a qual está equipado tem uma potência máxima de saída de 10 kW, que é apenas ligeiramente superior à potência de 7 kW da pilha de carregamento lento. Alguns modelos só conseguem atingir uma potência de carregamento do sistema de 3,2 kW. Em outras palavras, não há nenhuma conveniência com tamanha eficiência de carregamento.
Claro, se o poder do carregamento sem fio for melhorado, a história pode ser outra. Por exemplo, como afirmado no início do artigo, uma equipa de investigação e desenvolvimento atingiu uma potência de saída de 100kW, o que significa que se tal potência de saída puder ser alcançada, o veículo pode, teoricamente, ser totalmente carregado em cerca de uma hora. Embora ainda seja difícil comparar com o super carregamento, ainda é uma nova opção para reposição de energia.
Do ponto de vista dos cenários de uso, a maior vantagem da tecnologia de carregamento sem fio automotivo é a redução de etapas manuais. Em comparação com o carregamento com fio, os proprietários de automóveis precisam realizar uma série de operações, como estacionar, descer do carro, pegar a arma, conectar e carregar, etc. , que é um processo relativamente complicado.
O cenário de carregamento sem fio é muito simples. Depois que o motorista estaciona o veículo, o dispositivo o detecta automaticamente e o carrega sem fio. Depois que o veículo estiver totalmente carregado, ele partirá diretamente e o proprietário não precisará realizar mais nenhuma operação. Do ponto de vista da experiência do usuário, também proporcionará às pessoas uma sensação de luxo ao usar veículos elétricos.
Por que o carregamento sem fio para automóveis atrai tanta atenção de empresas e fornecedores? Do ponto de vista do desenvolvimento, a chegada da era sem condutor também pode ser um momento para um grande desenvolvimento da tecnologia de carregamento sem fios. Para que os carros realmente não tenham motorista, eles precisam de carregamento sem fio para se livrar das amarras dos cabos de carregamento.
Portanto, muitos fornecedores de carregamento estão muito otimistas quanto às perspectivas de desenvolvimento da tecnologia de carregamento sem fio. A gigante alemã Siemens prevê que o mercado de carregamento sem fio para veículos elétricos na Europa e na América do Norte atingirá US$ 2 bilhões até 2028. Para isso, já em junho de 2022, a Siemens investiu US$ 25 milhões para obter uma participação minoritária no fornecedor de carregamento sem fio WiTricity para promover a pesquisa tecnológica e o desenvolvimento de sistemas de carregamento sem fio.
A Siemens acredita que o carregamento sem fio de veículos elétricos se tornará popular no futuro. Além de tornar o carregamento mais conveniente, o carregamento sem fio também é uma das condições necessárias para realizar a condução autônoma. Se realmente quisermos lançar carros autônomos em larga escala, a tecnologia de carregamento sem fio é indispensável. Este é um passo importante no mundo da condução autônoma.
Claro que as perspectivas são grandes, mas a realidade é feia. Actualmente, os métodos de reposição de energia dos veículos eléctricos estão a tornar-se cada vez mais diversificados e a perspectiva do carregamento sem fios é altamente antecipada. No entanto, do ponto de vista atual, a tecnologia de carregamento sem fio automotivo ainda está em fase de testes e enfrenta muitos problemas, como alto custo, carregamento lento, padrões inconsistentes e lento progresso na comercialização.
O problema da eficiência do carregamento é um dos obstáculos. Por exemplo, discutimos a questão da eficiência no já mencionado Hongqi E-HS9. A baixa eficiência do carregamento sem fio tem sido criticada. Atualmente, a eficiência do carregamento sem fio de veículos elétricos é inferior à do carregamento com fio devido à perda de energia durante a transmissão sem fio.
Do ponto de vista dos custos, o carregamento sem fios dos automóveis precisa de ser ainda mais reduzido. O carregamento sem fio tem altos requisitos de infraestrutura. Os componentes de carregamento são geralmente colocados no solo, o que envolverá modificações no solo e outros problemas. O custo de construção será inevitavelmente superior ao custo das pilhas de carregamento comuns. Além disso, na fase inicial da promoção da tecnologia de carregamento sem fio, a cadeia industrial é imatura e o custo das peças relacionadas será alto, até mesmo várias vezes o preço das pilhas de carregamento CA domésticas com a mesma potência.
Por exemplo, o operador de autocarros britânico FirstBus considerou utilizar tecnologia de carregamento sem fios no processo de promoção da eletrificação da sua frota. No entanto, após inspeção, descobriu-se que cada fornecedor de painéis de carregamento terrestre cotava 70.000 libras. Além disso, o custo de construção de estradas com carregamento sem fio também é alto. Por exemplo, o custo de construção de uma estrada de carregamento sem fios de 1,6 quilómetros na Suécia é de aproximadamente 12,5 milhões de dólares.
É claro que as questões de segurança também podem ser uma das questões que restringem a tecnologia de carregamento sem fio. Do ponto de vista do seu impacto no corpo humano, o carregamento sem fio não é grande coisa. O "Regulamento Provisório sobre Gerenciamento de Rádio de Equipamentos de Carregamento Sem Fio (Transmissão de Energia) (Projeto para Comentários)" publicado pelo Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação afirma que o espectro de 19-21kHz e 79-90kHz é exclusivo para carros de carregamento sem fio. Pesquisas relevantes mostram que somente quando a potência de carregamento excede 20kW e o corpo humano está em contato próximo com a base de carregamento, isso pode ter um certo impacto no corpo. No entanto, isto também exige que todas as partes continuem a popularizar a segurança antes que esta possa ser reconhecida pelos consumidores.
Não importa quão prática seja a tecnologia de carregamento sem fio para automóveis e quão convenientes sejam os cenários de uso, ainda há um longo caminho a percorrer antes que ela possa ser comercializada em grande escala. Saindo do laboratório e implementando-o na vida real, o caminho para o carregamento sem fio para carros é longo e árduo.
Embora todas as partes estejam explorando vigorosamente a tecnologia de carregamento sem fio para carros, o conceito de “robôs de carregamento” também surgiu silenciosamente. Os pontos problemáticos a serem resolvidos pelo carregamento sem fio representam a questão da conveniência do carregamento do usuário, que complementará o conceito de direção sem motorista no futuro. Mas há mais de um caminho para Roma.
Portanto, os “robôs de carregamento” também começaram a se tornar um complemento no processo de carregamento inteligente dos automóveis. Não muito tempo atrás, a nova base experimental do sistema de energia da Zona Nacional de Demonstração de Desenvolvimento Verde da Construção Subcentral de Pequim lançou um robô de carregamento de ônibus totalmente automático que pode carregar ônibus elétricos.
Depois que o ônibus elétrico entra na estação de carregamento, o sistema de visão captura as informações de chegada do veículo e o sistema de despacho em segundo plano emite imediatamente uma tarefa de carregamento para o robô. Com a ajuda do sistema pathfinding e do mecanismo de caminhada, o robô dirige-se automaticamente até a estação de carregamento e agarra automaticamente a pistola de carregamento. , utilizando tecnologia de posicionamento visual para identificar a localização da porta de carregamento do veículo elétrico e realizar operações de carregamento automático.
É claro que as montadoras também estão começando a ver as vantagens de “carregar robôs”. No Salão do Automóvel de Xangai de 2023, a Lotus lançou um robô de carregamento flash. Quando o veículo precisa ser carregado, o robô pode estender seu braço mecânico e inserir automaticamente a pistola de carregamento no orifício de carregamento do veículo. Após o carregamento, ele também pode retirar a arma sozinho, completando todo o processo, desde o início até o carregamento do veículo.
Em contraste, os robôs de carregamento não só têm a conveniência do carregamento sem fio, mas também podem resolver o problema de limitação de energia do carregamento sem fio. Os usuários também podem desfrutar do prazer de recarregar sem sair do carro. É claro que carregar robôs também envolverá custos e questões inteligentes, como posicionamento e prevenção de obstáculos.
Resumo: A questão da reposição de energia para novos veículos energéticos sempre foi uma questão à qual todas as partes da indústria atribuem grande importância. Atualmente, a solução de sobrecarga e a solução de substituição de bateria são as duas soluções mais convencionais. Teoricamente, essas duas soluções são suficientes para atender, até certo ponto, às necessidades de reposição de energia dos usuários. Claro, as coisas estão sempre avançando. Talvez com o advento da era sem motorista, o carregamento sem fio e os robôs de carregamento possam trazer novas oportunidades.
Horário da postagem: 13 de abril de 2024