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无线充电是否会引爆电动车市场?

  • 来源:多盈金融
  • 2015-05-25
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本文来自《财经》杂志,作者谢丽容,授权华尔街见闻发表

从韩国南部龟尾市的火车站到In-dong区,一条长达12公里的道路相当有名。一些经过特殊改造的公交车往返在这条马路上运输载客,但从来不需要停下来加油或者充电。

它的原理是:在行驶的过程中,公交车底部的设备通过名为“形磁场共振”技术从地面获取能源。安装在路面下方的电缆可以产生电磁场,公交车设备中的一 个线圈会与之作用,产生电能。完成公路充电,只需要在5%-15%深度的路面下安装磁场充电板即可,因此只有少部分道路需要挖开重置。

韩国科学技术院(KAIST)的Dong-Ho Cho教授主持铺设了这条可以为汽车连续无线充电的马路,他正打算把这个被命名为“OLEV”的汽车无线充电实验项目扩充至更多公交车上,以验证这项技术的各项指标。

Dong-Ho Cho和全世界其他正在研究汽车无线充电的科学家一样,拥有对未来的狂想:城市道路上所有行驶的汽车都被连接在一张无形的网络上,城市加油站、充电桩全部 退役,所有汽车一边奔跑一边获得动力,连通城市各角落的电气化道路随时为这些数量庞大的汽车充电,停车位亦被纳入城市汽车无线充电网。

奥迪、宝马、沃尔沃、奔驰、丰田等车厂,高通、中兴、西门子等通信公司已开始研究电动汽车无线充电技术,丰田的技术尚处于实验室阶段,而奥迪、宝马已有新车型推出计划。

但也有人质疑它的充电效率和庞大的城市电网改造成本。“这又如何呢?科技从来没有门槛,这只能影响我们的汽车无线充电技术是早一些还是晚一些走进城市而已。”一位无线充电技术工程师说。

突破有线充电瓶颈

电动汽车已经推出将近十年,始终不温不火,核心原因就在于电池成本高、充电难。如果无线充电技术被推广,不仅可以解决汽车充电问题,还可大大推动清洁能源进程。

今年1月,中兴通讯与国家电网宣布在成都组建合资公司,为电动汽车提供无线充电服务,此后中兴通讯与东风汽车建设了中国第一条公交无线充电示范线,预计今年底前,中兴通讯将完成对全国所有省市的公交无线充电示范线铺设。

此举原因有二,一是验证在不同气候条件下的系统运营环境,为大规模商用做好准备;二是以公交车、大客车为通道,进入私家车市场。

中兴通讯无线充电技术原理为通过非接触的电磁感应方式进行电力传输,和传统的电动汽车充电桩、充电站不同,无线充电装置被埋入停车位或者路面的地下,整个系统只有充电器、发射垫,以及车辆底盘上的接收端。车辆仅需开到发射垫上方,无线充电即可开始。

也就是说,在公交车的起始站和终点站的停车位分别铺设无线充电设备,在进入停车位休息的几分钟里,即可为公交车充电,中兴通讯副总裁孙枕戈称其为“补电模式”。

随时补电模式的好处在于,电动汽车可以不用安装自重巨大的电池,可让公交车电池的重量减少100kg,还可有效降低电动汽车成本。

国外其他厂商对汽车无线充电的研究方向与中兴基本相同。

2014年1月,英国Arriva巴士公司试行了8辆无线充电巴士,每次的充电时间为10分钟,可行驶25公里。去年,韩国铺设了一条长达12公里的可充电路段,车辆行驶过程中即可充电。

在民用车市场,去年7月,宝马曾与戴姆勒达成合作,共同开发无线充电技术。此前宝马曾与西门子公司合作开发非接触充电技术,并于2011年在德国柏林进行过测试。安达高(Alticor)旗下富尔顿创新公司也在同年为特斯拉Roadster开发该项技术。

此后,在去年9月举行的电动方程式锦标赛上,高通向赛事工作用车提供了无线充电系统。这套方案已经获得了部分主流车厂的支持,高通已为包括宝马i系列、日产聆风以及雷诺ZOE等车型安装了车载接收板和控制器。

目前,高通正在争取和更多汽车制造商合作,以原厂预装为出货渠道,即消费者未来将可直接购买到出厂前已安装好系统的车辆。

传统电动汽车电池存在太多硬伤:蓄电池单位重量储存的能量太少,又没形成经济规模,购买价格较贵,同时,充电桩等基础设施不完善,影响使用。

以特斯拉为例,每个充电桩的造价大概在10万美元到17.5万美元之间,其中多半的资金用在地基的重塑上。为了解决电池续航能力,特斯拉年初宣布, 升级其在全美和加拿大部分地区的超级充电站,使电能输出到120Kwh,令特斯拉电动车充电20分钟获得近200公里的续航里程。

由于无线充电系统采用的是磁感应充电方式,充电效率从理论上来说可以跟有线充电持平。据中兴通讯和高通测算,传统有线充电的充电效率大约是95%,无线充电可达到90%左右。

沃尔沃的一个无线充电测试数据显示,一辆120马力的电动版C30实际测试中,采用无线充电技术的电动车充电时间可缩短至最小2.5小时,利用无线充电技术的充电时间已经比有线充电的时间大大缩减了。

中兴通讯公交车无线充电的实际监测数据亦显示,充电8分钟,可支撑巴士在运营路线上行驶约6公里。当无线充电发展至动态充电时,这样的充电效率其实 还有提升空间。这也是未来城市车联网的一个重要场景。在车联网环境下,电动车可以将电池数据发送至无线充电系统,无线充电装置进而可以自行调节充电方式。

相对于在停车位埋设无线充电装置,动态公路充电能带来汽车无线充电足够高的市场空间和想象力,却缺乏现实的改造和规划基础,而这正是前者的优势所 在。相关研究人士告诉《财经》记者,安装一套无线充电装置的所有改造成本只需2万元左右,而公路充电则需要城市的全盘规划和路面改造工程。据国外媒体消息 称,美国和韩国已经在试验专用的无线充电公路。

中兴通讯选择了一条折中路径。不久前,中兴通讯联合蜀都客车共同发布全球首个无线充电城市微循环解决方案。这个方案面向一个范围相对较小的社区,在 社区附近将现有停车位或路面直接改造为安全快速的充电站,微循环线路通常围绕穿行于小区,道路两边的车辆停靠点亦可方便快速低成本地被改造成充电位。

这种模式可视为公路无线充电的雏形。

商业尝试和挑战

“无线充电技术确实击中了电动汽车充电的一些痛点,但它要走出大客车市场,进入民用轿车领域,取决于电动汽车整体行业发展状况。”一位电动汽车行业人士告诉《财经》记者。

截至2014年上半年,我国新能源汽车累计销量在6万辆左右。这与动辄数百万台的燃油汽车的年增长量形成巨大反差。而且,即便是如此小的一个保有量,充电桩数量仍存在很大缺口。

统计数据显示,全国目前累计建成充电桩仅为2.5万个左右。以充电接口与新能源汽车数量比例不低于1∶1这一标准来看,目前充电桩数量严重不足,存在着巨大的增量空间。

孙枕戈预测,中国电动汽车市场在未来一两年内会有爆发式增长,此时部署无线充电网络正当其时。无线充电如果进入私家电动车市场,就可反向带动电动车市场的快速增长。但他也承认,私家车市场很大,但决策链很长,任何一家公司短时间内都很难做大规模。

为了争夺这个市场,中兴通讯为私家车市场设计了多个商业模式。这些商业模式均建立在无线充电云网之上。中兴通讯无线充电项目的一位技术人士告诉《财 经》记者,当充电车辆在充电停车位停泊后,连接无线充电终端背后的云平台,就能自动通过无线接入充电场的通信网络,建立起地面系统和车载系统的通信链路, 并完成车辆鉴权和其他相关信息交换。

以此为基础,中兴通讯设计了一套自动计费规则,打破了目前有线充电桩一省一卡的计费模式,通过手机APP自动充电、自动计费、自动缴费。

多数业内人士认为,采用车主自配和社会部署的方式,可以快速建立一个覆盖城市的无线充电网络。中兴通讯的一套私家车无线充电位的全部铺设成本大约为2万元,部署成本相对低廉。孙枕戈认为,车主自备无压力,商场、公共场合作为招徕用户的手段也较有动力。

未来,当无线充电桩遍布城市,形成一张网络,各个城市网络又相互打通,这张网络将很有可能直接颠覆现有的汽车市场格局。有人提出,用车模式也会被颠覆,汽车共享和分时租赁很有可能成为下一个商业蓝海。

中兴试图从一开始就将这张无线充电云网开放。“开放这张网络的增值业务接口,可以引入各行各业的开发者,诞生更多新业态。”孙枕戈向《财经》记者表示。

这亦是中兴、高通等具备通信基因的厂商入局下一代电动汽车产业链的意义和价值所在。未来汽车产业的走向和车联网密不可分,相辅相成。

但外界看得比较清楚的是,作为一个新市场的新技术,至少在短期内,上述模式要实现真正大规模商业化挑战不少。一位车联网研究者向《财经》记者指出,如果整个城市的路面下方都埋设无线充电装置,就需要整个城市乃至国家层面的城市基础设施战略规划和改造,工程浩大,周期漫长。

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