从有线到无线,改变的不仅仅是充电方式。
2017年,苹果推出新一代手机iPhone 8,平淡无奇。其实产品有一个让人眼前一亮的新功能& mdash& mdash无线充电,虽然充电速度慢了点,但iPhone终于可以摆脱线缆,带上移动“尿袋”了。
从iPhone 8到现在的MagSafe,无线充电已经从当年的鸡肋功能变成了苹果的又一成功特长。虽然还有很多老“机友”吐槽,这已经是当年Palm遗留下来的技术了,但库克不妨一举打开消费设备无线充电的大市场。
现在,iPhone的无线充电技术可能很快就会用在电动汽车上。
近日,商业参考报道称,特斯拉国际公司(Tesla International BV)有意收购德国Wiferion公司,该公司主营业务为电动汽车无线充电。
把时间推回到今年3月特斯拉的投资者日,一页Model S用了无线充电的PPT,激起了人们对“无线”的遐想。
特斯拉何时会采用无线充电技术,后者能否解决电动车的“里程焦虑”问题?
"充电间隔空"
传闻中的收购对象Wiferion是一家成立于2016年的创业公司,核心业务是为工业电动汽车和机器人提供无线供电服务。
目前,这家To B公司根据供能对象的不同,将其产品分为三种供能方案,分别是自动引导车(AGV)、自主移动机器人(AMR)和自动拖车,以提供无线充电支持。
Wiferion产品的核心亮点是让上述不同类型的工业车辆在“工作”过程中不断补充能量,即“边工作边充电”。官方表示,将帮助合作伙伴实现24/7运营,从而进一步推动生产向无人化、自动化转型。
产品可为工厂中的自主移动机器人补充能量
实现汽车无线充电,关键是技术创新。换句话说,消费电子产品广泛使用的接触式无线充电方式需要迭代。在计量单位中,距离从毫米增加到了厘米。
但是能量产生和传输的基本原理没有改变。和智能手机领域的Qi标准一样,汽车电池的无线充电本质上也是基于电磁感应的原理。也就是说,输入到发射器的交流电在接收器处产生交变磁场和感应电流,从而实现充电操作。
因为动力电池一般固定在底盘上,离地面有几十厘米。在电磁场中,这种“松耦合系统”(发射端和接收端距离较远)的传输效率会显著降低。电动汽车采用的无线充电技术,通过接收端和发射端的谐振解决了这个问题。磁共振还带来了另外两个好处:一是提高了充电功率;第二,可以实现“一对多”的收费场景。
电动汽车无线充电技术的研发不是汽车厂商推动的。
事实上,Halo这一成熟的无线充电技术是由高通从校园实验室带入市场的。2019年,WiTricity以股权交易的方式收购光环科技。
据WiTricity官网介绍,现有的Halo技术可以实现11kW/h的充电速率,达到有线慢充的水平。充电距离10-25cm,几乎可以匹配所有民用电动车的离地间隙。
这款无线充电产品通常由三部分组成,即:
墙盒:将电网提供的能量传输到充电板。
充电垫:充电垫安装在地面或垂直面上,即发射器上,产生高频交变磁场。
接收器:即接收器,安装在有轨电车或机器人表面,将磁能再次转化为电能。
电动汽车无线充电产品构成| WiTricity
这个收购故事中的主角Wiferion使用了Halo技术。
2022年7月,Wiferion宣布获得光环科技授权,为工业电动汽车提供无线充电解决方案。
在厂区内,通过在移动线路上合理布置发射器,可以在装有接收器的工业车辆或机器人靠近时实现动态无线充电。
Wiferion表示,这种能量补充方案可以将工业车辆/机器人的正常运行和使用时间延长32%,并表示这种系统已经在“几乎所有欧洲顶级的汽车制造厂中使用”。
“B端优先”
然而,在无线充电真正“上车”之前,Wiferion现有供能产品和解决方案的最佳落地场景,可能是特斯拉的另一个重要产品& mdash& mdash超级工厂。
作为一直关注效率和利润率的老板,马斯克一直希望建立更高级别的自动化生产线,用更可控、更具性价比的机器人取代基础工人。特斯拉上海工厂的焊接车间自动化率超过95%,允许500个工业机器人同时工作。
如果引入Wiferion技术,不同类型的工业电车和机器人可以袖手旁观更长时间。与需要倒班的工人相比,长寿命机器人在效率和成本方面会显示出更大的优势。
除了为生产端提升效率,更重要的是,进一步发展和迭代现有的无线充电技术,也将引发消费级和自动驾驶领域新一轮的商业和技术变革。换句话说,特斯拉的布局能改变的不仅仅是充电方式。
无线充电板可以像现在的电桩一样普及,甚至实现上面提到的“动态无线充电”,可能带来以下变化:
1 电池变小,车价下降
如果“无线动态充电”成为现实,不仅是通过增加车辆电池容量来解决里程焦虑的解决方案。
电池更小的低成本电动汽车将能够投放市场,这将是车厂扩大产品SKU或使电动汽车面对更多消费者的一大优势。
2实现真正的“无人驾驶”
更重要的是,无线充电技术的成熟将为实现“完全无人驾驶”提供重要的技术保障。毕竟在目前有线充电场景下,即使匹配高阶智能驾驶系统,充电步骤仍然需要手动操作。
此外,无线充电技术为有轨电车的无人化商业运营奠定了技术基础。2023年初,WiTricity与中国制造商宇通客车达成合作,在郑州推出感应充电的小雨2.0微型客车,续航150公里。
因此,对于特斯拉来说,无论是未来实现马斯克“通过自动驾驶获得巨大的经济利益”,还是结合未来的智能出租车Robotaxi创造新的商业模式,无线充电都是基础的技术支撑。
玩家不只是特斯拉。
无线充电,特斯拉不是一个人在战斗,国内外的朋友也在积极布局。
在目前的消费市场上,无论是国产品牌智吉汽车还是现代集团的贾尼斯都推出了可以配备无线充电的车型。
以智极L7为例,在官方销售页面上,提供了“车载端智能无线充电模块”选项,价格为6000元。同时车主还需要单独购买一个无线充电桩,整套硬件总价18000元。官方宣称无线充电功率为11kW/h,充电效率可以达到同功率限制充电的95%。同时匹配WLC高精度停车技术,提升充电体验。
当然,在现有车型下安装无线充电模块应该只是少数有抢先体验的车主的早期采用者选择。要让无线充电在家用领域得到更广泛的应用,继续提高充电速度是一个重要因素。
沃尔沃是这条路线的先行者。从2022年开始,沃尔沃将在瑞典进行为期三年的长期实验。通过嵌入城市街道的充电板,为参与实验的纯电动出租车充电。
沃尔沃声称其提供的无线充电功率可以达到40kWh,是Halo技术的近4倍,充电30分钟后将为XC40增加100km。这项技术是由沃尔沃投资的宾夕法尼亚州公司Momentum Dynamics开发的。TopGear表示,沃尔沃希望测试车辆每年能行驶10万公里以上,为无线快充的进一步研发和升级提供足够的数据。
此外,工厂里还有类似动态无线充电的“终极形式”,欧洲一些国家也计划进行道路实验。
充电车道概念图
瑞典计划在2025年建成永久无线充电车道,实现从公路到电车的动态充电过程。即能量从铺设在道路底部的电磁线圈传递到电动车的动力电池。
在此之前,瑞典尝试了轨道接触无线充电道路方案,他们在斯德哥尔摩机场和空港口物流中心之间修建了一条长约2公里的道路。据《卫报》报道,这条轨道公路的建设成本约为每公里100万英镑。收费车道可以看做是原方案的一次迭代,可以预见的是成本应该也会大幅增加。
不难看出,电动汽车无线充电技术已经走出实验室,在车企、实业公司和政府的资金帮助下,正在迈向商用的步伐。
对于特斯拉来说,即使真的收购了Wiferion,其无线充电技术也未必能快速投入到现有车型中& mdash& mdash如投资者日PPT所示。但重要的是,对于这项技术及其可能带来的创新机会,特斯拉已经做好了正式入局的准备。