电动汽车普及的关键 - 便利的充电基础设施

在“四化”（电动化、智能化、共享化和网联化）的大趋势下，全球汽车制造商都在开展大刀阔斧的改革。多家汽车制造商表示将重点放在研发电动汽车上，如沃尔沃希望在2025年时让电动车辆的销量占其全球总销量的一半，在未来5年中，沃尔沃预计每年都会推出纯电动汽车；丰田计划到2030年左右，电动化车辆年销量超过550万辆的，其中至少100万辆是BEV和FCEV；大众则计划到2025年，集团旗下各品牌将推出共计超过80款全新电动化的车型，包括50款纯电动及30款插电式混合动力车辆；现代企业也宣布到2025年之前，将38款“环保汽车”车型推向市场，其中7款计划在2022年之前上市，可以看出，各大车企都在顺应电动化潮流，大力发展电动汽车。

不过，与车企们的勃勃雄心形成对比的是，电动汽车的普及率并不是太高，主要是因车主具有“续航焦虑”的问题。而解决该问题一方面需要提升电池的性能，另一方面就是提供便利、快速的充电设施。但是，无论国内外，充电基础设施目前尚不能满足需求。不过，在大力建造充电基础设施的同时，还需要兼顾便利性，因此，很多公司研发了无线充电技术，甚至为自动驾驶电动汽车研发了机器人充电枪。

宝马

（图片来源：宝马）

宝马曾为宝马530e iPerformance车型提供了无线充电设施租赁选项，该系统的充电功率为3.2kW, 宝马530e iPerformance充满电需要大约三个半小时，充电效率高达85%。该无线充电包包含一个感应式的充电垫（可安装在车库或户外），以及一个固定在车辆底部的辅助充电部件（CarPad）。充电垫和CarPad之间无需接触，在8厘米左右的距离内即可进行能量传输。充电垫产生磁场，CarPad内部可感应电流，然后给高压电池充电。只要车辆停放在感应式充电垫上方正确位置，并按下充电启动/结束的按键，充电即可进行。一旦电池充满电，系统则会自动关闭。该系统的所有导电组件都有防雨、防雪保护，开车碾过也不会损坏。在充电过程中，环境电磁辐射仅限于车辆底盘。如发现任何异物，充电垫会受到永久监控并被关闭。

苹果

（图片来源：patentlyapple.com）

2019年7月，苹果获得了一项名为“无线充电系统匹配”的专利，即汽车无线充电系统。苹果的解决方案和发明包括一个系统，该系统内的汽车配备了一个控制转向和推进系统的控制电路。该控制电路能够利用转向和推进系统将车辆停到停车位内，电源能够从停车位的无线电源传输器，无线传输至汽车车身上安装的无线电源接收器。

在车辆停放期间，控制电路会利用传感器测量，还能收集有关无线电源传输效率的信息。根据传感器的测量信息以及对应的无线电源传输效率的测量信息，历史车辆-无线电源传输匹配信息可以得到更新。在接下来的停车中，历史车辆-无线电源传输匹配信息可帮助让车辆停在电源传输效率最高的位置。如果有需要，还能够将车辆故意停在不同的停车位，收集其他的车辆-无线电源传输匹配信息。

三星

（图片来源：patentlymobile.com）

令人意想不到的是，韩国三星公司也在2019年获得了一项有关汽车无线充电设备的专利。该无线充电设备能够将电磁波形式的电能，无线转发到无传输线的设备上。

在无线充电中，由于无线充电内部各部分之间没有排列对齐，会造成效率下降，同时产生热量，一般可以采用风扇，利用空气强制对流方案，为无线充电设备降温。但是，在强制对流方案中，由于无线充电设备的空气通道受限，因而冷却效率可能存在限制。如果无线充电设备冷却不足，在使用上就会带来一定的限制。三星的发明中就提供了一种无线充电装置，其无线充电时产生的热量可以降低，即可以提高冷却效率。此外，还具备一个支撑设备，对于安装在车辆上的无线充电设备来说，即使车辆在行驶中发生振动或摇晃，也可以通过该支撑装置为外部设备进行无线充电。

除了上述提到的无线充电技术，因为有些仍需要人类驾驶员将车开到指定地点进行充电，因此有些机构和公司为无人驾驶汽车专门设计了机器人充电枪。

格拉茨工业大学

（图片来源：格拉茨工业大学）

早在2018年，奥地利格拉茨工业大学就在与行业伙伴合作，以研发一个由机器人控制的电动汽车快速充电系统。而且该系统采用了摄像头系统，可以让导电联合充电系统（CCS）的机器人找到电动汽车的充电插座，自动设置好不同的参数，让汽车可以一个接着一个地开进充电站充电。不仅汽车无需特别改装以适应该项技术，该技术还可以给不同停车位上的车辆串联充电，即使车辆停错位置，一样可以充电。

Electrify America

（图片来源：Electrify America）

2019年8月，Electrify America表示将与电动汽车车队充电公司Stable Auto合作，为自动驾驶汽车部署机器人充电解决方案，目标是能够在无人干预的情况下，使用附着在机器人解决方案上的一个150kW直流快速充电枪给自动驾驶电动汽车充电。Electrify America将负责评估其充电系统的硬件、网络、操作和计费，以让该系统能够与自动驾驶汽车充电车队最匹配，还给Stable的充电设施提供了两台150kW直流快速充电枪。Stable会将机器人技术与Electrify America充电桩的先进调度软件进行配对，让自动驾驶电动汽车车队在无操作员在场的情况下可自行充电：车辆可以自行停放在标准停车位内的任何地方，而Stable机器人会自动将汽车与充电枪连接。

大众

（图片来源：大众）

近日，大众集团则展示了一个新型移动机器人概念产品，无论电动汽车停在哪里，该机器人都可以找到车辆，并为其充电，让每一个停车位都变成充电位。这个机器人可以自行移动，将一个25千瓦时的电池组移到车辆旁边，而且可以一次操作多个电池组，将车辆与电池组连接起来，完成充电后，还可以将电池组运送会存放地点。此外，该机器人配备了多个摄像头激光扫描仪和超声波感应器，可以自动行驶，具有识别和躲避障碍物的能力。对于使用者而言，既可以通过移动端应用，也可以通过V2X通信召唤该充电机器人。

在电动化的浪潮之下，环保盛行之时，虽然电动汽车在不断发展，但是与之配套的充电基础设施也要很好的部署起来，否则电动汽车的普及只是一句空话。这也是为什么在2019年，虽然中国新能源汽车的效率下滑了4%，而充电基础设施却增加了18.1%的原因。只有拥有便利、快速的充电基础设施，才能真正打消车主们的“续航焦虑”，真正迎来电动时代。