新エネルギー自動車の開発が本格化しており、エネルギー補給の問題も業界が注力する課題の一つとなっている。過充電やバッテリー交換のメリットについて誰もが議論している中、新エネルギー車の充電に関する「プランC」はあるのでしょうか?
スマートフォンのワイヤレス充電の影響か、自動車のワイヤレス充電もエンジニアが乗り越えてきた技術の一つとなっています。メディアの報道によると、少し前に自動車のワイヤレス充電技術が画期的な研究を受けました。研究開発チームは、ワイヤレス充電パッドは100kWの出力で車に電力を送信でき、20分以内にバッテリーの充電状態を50％増加させることができると主張した。
もちろん、自動車のワイヤレス充電技術は新しい技術ではありません。新エネルギー車の台頭により、BBA、ボルボ、国内自動車会社など、さまざまな勢力が長年にわたってワイヤレス充電を模索してきました。
全体として、自動車のワイヤレス充電技術はまだ初期段階にあり、多くの地方自治体もこの機会を利用して、将来の交通手段のさらなる可能性を模索しています。しかし、コスト、電力、インフラストラクチャなどの要因により、自動車のワイヤレス充電技術は大規模に商品化されています。まだ克服しなければならない困難がたくさんあります。自動車のワイヤレス充電に関する新しいストーリーは、まだ簡単には語れません。
誰もが知っているように、ワイヤレス充電は携帯電話業界では新しいものではありません。自動車のワイヤレス充電は携帯電話の充電ほど普及していませんが、すでに多くの企業がこの技術を切望しています。
全体として、主流のワイヤレス充電方法は、電磁誘導、磁界共鳴、電界結合、電波の 4 つです。このうち、携帯電話や電気自動車は主に電磁誘導と磁界共鳴を利用しています。
その中でも電磁誘導ワイヤレス充電は、電磁気と磁気の電磁誘導原理を利用して電気を発生させます。充電効率は高いですが、充電有効距離が短く、充電場所の条件も厳しいです。比較的言えば、磁気共鳴ワイヤレス充電は設置場所の要件が低く、充電距離が長くなり、数センチメートルから数メートルに対応できますが、充電効率は前者よりわずかに低くなります。
したがって、ワイヤレス充電技術を検討する初期段階では、自動車会社は電磁誘導ワイヤレス充電技術を好みました。代表的な企業としてはBMW、ダイムラーなどの自動車会社が挙げられます。それ以来、クアルコムやワイトリシティなどのシステムサプライヤーを代表として、磁気共鳴ワイヤレス充電技術が徐々に推進されてきました。
早くも2014年7月、BMWとダイムラー（現メルセデス・ベンツ）は、電気自動車用のワイヤレス充電技術を共同開発する協力協定を発表した。BMWは2018年にワイヤレス充電システムの生産を開始し、5シリーズのプラグインハイブリッドモデルのオプション機器とした。定格充電電力は3.2kW、エネルギー変換効率は85%に達し、3.5時間でフル充電できます。
ボルボは2021年にXC40純粋電気タクシーを使用してスウェーデンでワイヤレス充電実験を開始する予定だ。ボルボは、スウェーデンのヨーテボリ都市部に複数のテストエリアを特別に設置した。充電車両は、道路に埋め込まれたワイヤレス充電デバイス上に駐車するだけで、自動的に充電機能が開始されます。ボルボによると、ワイヤレス充電の出力は40kWに達し、30分で100キロメートルを走行できるという。
自動車用ワイヤレス充電の分野では、我が国は常に業界の最前線に立っています。2015 年、中国南方電力網広西電力研究所は、国内初の電気自動車ワイヤレス充電テストレーンを建設しました。2018年、上汽栄威はワイヤレス充電を備えた初の純粋な電気モデルを発売しました。一汽紅旗は、ワイヤレス充電技術をサポートする紅旗 E-HS9 を 2020 年に発売しました。2023 年 3 月、上汽知事は初の 11kW 高出力車両インテリジェントワイヤレス充電ソリューションを正式に発売しました。
そして、テスラはワイヤレス充電の分野における探検家の1人でもあります。2023年6月、テスラは7,600万米ドルを投じてワイフェリオンを買収し、社名をTesla Engineering Germany GmbHに変更し、低コストでワイヤレス充電を活用する計画を立てました。以前、テスラのマスク最高経営責任者（CEO）はワイヤレス充電に対して否定的な姿勢を示し、ワイヤレス充電は「低エネルギーで非効率」だと批判していた。今、彼はそれを有望な未来だと呼んでいます。
もちろん、トヨタ、ホンダ、日産、ゼネラルモーターズなどの多くの自動車会社もワイヤレス充電技術を開発しています。
多くの関係者がワイヤレス充電の分野で長期的な調査を行ってきましたが、自動車のワイヤレス充電技術はまだ現実には程遠いです。その発展を制限する主な要因は電力です。例としてHongqi E-HS9を取り上げます。搭載されているワイヤレス充電技術の最大出力は10kWで、低速充電パイルの7kWよりわずかに高いだけです。一部のモデルでは、システム充電電力が 3.2kW しか達成できません。つまり、この充電効率では全く利便性がありません。
もちろん、ワイヤレス充電の能力が向上すれば、また別の話になるかもしれません。例えば、記事の冒頭で述べたように、研究開発チームは出力100kWを達成しており、この出力が達成できれば理論上は約1時間で車両をフル充電できることになる。スーパーチャージと比較するのはまだ難しいですが、それでもエネルギー補給の新しい選択肢です。
使用シナリオの観点から見ると、車載ワイヤレス充電技術の最大の利点は、手動ステップの削減です。有線充電と比較して、車の所有者は、駐車、車から降り、銃を拾い上げ、プラグを差し込んで充電するなどの一連の操作を実行する必要があります。サードパーティの充電パイルに直面した場合、さまざまな情報を入力する必要があります、これは比較的面倒なプロセスです。
ワイヤレス充電のシナリオは非常にシンプルです。ドライバーが車両を駐車すると、デバイスが自動的に車両を感知し、ワイヤレスで充電します。車両が完全に充電されると、車両はそのまま発進するため、所有者はそれ以上の操作を行う必要はありません。ユーザーエクスペリエンスの観点からも、電気自動車を使用する際に高級感を与えることができます。
車のワイヤレス充電が企業やサプライヤーからこれほど注目を集めているのはなぜですか?開発の観点から見ると、無人運転時代の到来は、ワイヤレス充電技術が大きく発展する時期でもあるかもしれません。車が本当に無人運転になるためには、充電ケーブルの束縛を取り除くワイヤレス充電が必要です。
したがって、多くの充電サプライヤーはワイヤレス充電技術の開発の見通しについて非常に楽観的です。ドイツの大手シーメンスは、ヨーロッパと北米の電気自動車のワイヤレス充電市場が2028年までに20億米ドルに達すると予測しています。この目的のために、シーメンスは早ければ2022年6月に2,500万米ドルを投資してワイヤレス充電サプライヤーであるWiTricityの少数株式を取得しました。ワイヤレス充電システムの技術研究開発を推進します。
シーメンスは、電気自動車のワイヤレス充電が将来主流になると考えています。ワイヤレス充電は充電をより便利にするだけでなく、自動運転を実現するために必要な条件の1つです。本当に自動運転車を大規模に発売したいのであれば、ワイヤレス充電技術は不可欠です。これは自動運転の世界への重要な一歩です。
もちろん、将来の見通しは素晴らしいですが、現実は厳しいものです。現在、電気自動車のエネルギー補給方法はますます多様化しており、ワイヤレス充電の可能性が大いに期待されています。しかし、現在の観点から見ると、自動車用ワイヤレス充電技術はまだ試験段階にあり、高コスト、充電速度の遅さ、規格の一貫性のなさ、商業化の進み具合の遅さなど、多くの問題に直面しています。
充電効率の問題が障害の一つとなっている。たとえば、前述のHongqi E-HS9の効率の問題について議論しました。ワイヤレス充電の効率の低さは批判されています。現在、電気自動車の無線充電の効率は、無線伝送中のエネルギー損失のため、有線充電の効率よりも低くなります。
コストの観点から見ると、自動車のワイヤレス充電はさらに削減される必要があります。ワイヤレス充電にはインフラストラクチャに対する高い要件があります。充電コンポーネントは通常、地面に設置されますが、これには地面の修正やその他の問題が伴います。建設費は通常の装入杭に比べて必然的に高くなります。さらに、ワイヤレス充電技術の推進の初期段階では、産業チェーンが未熟であり、関連部品のコストは高く、同じ電力の家庭用AC充電杭の価格の数倍さえあります。
たとえば、英国のバス運営会社 FirstBus は、自社車両の電化を推進する過程でワイヤレス充電技術の使用を検討しています。しかし、検査の結果、地上充電パネルの各サプライヤーが 70,000 ポンドの見積額を提示していることが判明しました。さらに、ワイヤレス充電道路の建設コストも高額です。たとえば、スウェーデンでの 1.6 キロメートルのワイヤレス充電道路の建設費用は約 1,250 万ドルです。
もちろん、安全性の問題もワイヤレス充電技術を制限する問題の 1 つである可能性があります。人体への影響という観点からすれば、ワイヤレス充電は大した問題ではありません。工業情報化部が発行した「ワイヤレス充電（送電）機器の無線管理に関する暫定規則（意見募集草案）」では、19～21kHzと79～90kHzの周波数帯はワイヤレス充電車専用と規定されている。関連する研究によると、充電電力が20kWを超え、人体が充電ベースに密着している場合に限り、人体に一定の影響を与える可能性があります。ただし、これには、安全性が消費者に認識される前に、すべての関係者が安全性を普及し続ける必要もあります。
自動車のワイヤレス充電技術がどれほど実用的で、使用シナリオがどれほど便利であっても、大規模な商用化にはまだ長い道のりがあります。研究室から出てそれを現実の生活に実装すると、自動車のワイヤレス充電への道は長く険しいものになります。
各関係者が自動車用のワイヤレス充電技術を精力的に研究している一方で、「充電ロボット」という概念も静かに浮上しています。ワイヤレス充電によって解決されるべき問題点は、ユーザーの充電の利便性の問題を表しており、将来的には無人運転の概念を補完することになります。しかし、ローマへの道は一つではありません。
したがって、「充電ロボット」も自動車のインテリジェントな充電プロセスを補完するものになり始めています。少し前に、北京副中心建設国家グリーン開発実証区の新しい電力システム実験基地が、電気バスを充電できる全自動バス充電ロボットを発売した。
電気バスが充電ステーションに入ると、ビジョン システムが車両の到着情報を捕捉し、バックグラウンド ディスパッチ システムが直ちにロボットに充電タスクを発行します。経路探索システムと歩行機構の支援により、ロボットは自動的に充電ステーションまで走行し、自動的に充電ガンを掴みます。、視覚測位技術を使用して電気自動車の充電ポートの位置を特定し、自動充電操作を実行します。
もちろん、自動車会社も「充電ロボット」の利点に気づき始めています。ロータスは2023年の上海モーターショーでフラッシュ充電ロボットを発表した。車両を充電する必要がある場合、ロボットは機械アームを伸ばし、自動的に車両の充電穴に充電ガンを挿入します。充電後は自力でガンを引き抜くこともでき、始動から充電まで完了します。
対照的に、充電ロボットはワイヤレス充電の利便性を備えているだけでなく、ワイヤレス充電の電力制限の問題も解決できます。ユーザーは車から降りずに過充電の楽しみを楽しむこともできます。もちろん、ロボットの充電にはコストと、位置決めや障害物回避などのインテリジェントな問題も伴います。
概要: 新エネルギー車のエネルギー補給の問題は、常に業界のすべての関係者が非常に重要視している問題です。現在、過充電ソリューションとバッテリー交換ソリューションの 2 つが最も主流のソリューションです。理論的には、これら 2 つのソリューションは、ユーザーのエネルギー補給のニーズをある程度満たすのに十分です。もちろん、物事は常に前進しています。おそらく、無人時代の到来により、ワイヤレス充電と充電ロボットが新たなチャンスをもたらす可能性があります。
投稿時刻: 2024 年 4 月 13 日