從韓國南部龜尾市的火車站到In-dong區(qū),一條長達12公里的道路相當(dāng)有名。一些經(jīng)過特殊改造的公交車往返在這條馬路上運輸載客,但從來不需要停下來加油或者充電。
它的原理是:在行駛的過程中,公交車底部的設(shè)備通過名為“形磁場共振”技術(shù)從地面獲取能源。安裝在路面下方的電纜可以產(chǎn)生電磁場,公交車設(shè)備中的一 個線圈會與之作用,產(chǎn)生電能。完成公路充電,只需要在5%-15%深度的路面下安裝磁場充電板即可,因此只有少部分道路需要挖開重置。
韓國科學(xué)技術(shù)院(KAIST)的Dong-Ho Cho教授主持鋪設(shè)了這條可以為汽車連續(xù)無線充電的馬路,他正打算把這個被命名為“OLEV”的汽車無線充電實驗項目擴充至更多公交車上,以驗證這項技術(shù)的各項指標(biāo)。
Dong-Ho Cho和全世界其他正在研究汽車無線充電的科學(xué)家一樣,擁有對未來的狂想:城市道路上所有行駛的汽車都被連接在一張無形的網(wǎng)絡(luò)上,城市加油站、充電樁全部 退役,所有汽車一邊奔跑一邊獲得動力,連通城市各角落的電氣化道路隨時為這些數(shù)量龐大的汽車充電,停車位亦被納入城市汽車無線充電網(wǎng)。
奧迪、寶馬、沃爾沃、奔馳、豐田等車廠,高通、中興、西門子等通信公司已開始研究電動汽車無線充電技術(shù),豐田的技術(shù)尚處于實驗室階段,而奧迪、寶馬已有新車型推出計劃。
但也有人質(zhì)疑它的充電效率和龐大的城市電網(wǎng)改造成本?!斑@又如何呢?科技從來沒有門檻,這只能影響我們的汽車無線充電技術(shù)是早一些還是晚一些走進城市而已?!币晃粺o線充電技術(shù)工程師說。
突破有線充電瓶頸
電動汽車已經(jīng)推出將近十年,始終不溫不火,核心原因就在于電池成本高、充電難。如果無線充電技術(shù)被推廣,不僅可以解決汽車充電問題,還可大大推動清潔能源進程。
今年1月,中興通訊與國家電網(wǎng)宣布在成都組建合資公司,為電動汽車提供無線充電服務(wù),此后中興通訊與東風(fēng)汽車建設(shè)了中國第一條公交無線充電示范線,預(yù)計今年底前,中興通訊將完成對全國所有省市的公交無線充電示范線鋪設(shè)。
此舉原因有二,一是驗證在不同氣候條件下的系統(tǒng)運營環(huán)境,為大規(guī)模商用做好準備;二是以公交車、大客車為通道,進入私家車市場。
中興通訊無線充電技術(shù)原理為通過非接觸的電磁感應(yīng)方式進行電力傳輸,和傳統(tǒng)的電動汽車充電樁、充電站不同,無線充電裝置被埋入停車位或者路面的地下,整個系統(tǒng)只有充電器、發(fā)射墊,以及車輛底盤上的接收端。車輛僅需開到發(fā)射墊上方,無線充電即可開始。
也就是說,在公交車的起始站和終點站的停車位分別鋪設(shè)無線充電設(shè)備,在進入停車位休息的幾分鐘里,即可為公交車充電,中興通訊副總裁孫枕戈稱其為“補電模式”。
隨時補電模式的好處在于,電動汽車可以不用安裝自重巨大的電池,可讓公交車電池的重量減少100kg,還可有效降低電動汽車成本。
國外其他廠商對汽車無線充電的研究方向與中興基本相同。
2014年1月,英國Arriva巴士公司試行了8輛無線充電巴士,每次的充電時間為10分鐘,可行駛25公里。去年,韓國鋪設(shè)了一條長達12公里的可充電路段,車輛行駛過程中即可充電。
在民用車市場,去年7月,寶馬曾與戴姆勒達成合作,共同開發(fā)無線充電技術(shù)。此前寶馬曾與西門子公司合作開發(fā)非接觸充電技術(shù),并于2011年在德國柏林進行過測試。安達高(Alticor)旗下富爾頓創(chuàng)新公司也在同年為特斯拉Roadster開發(fā)該項技術(shù)。
此后,在去年9月舉行的電動方程式錦標(biāo)賽上,高通向賽事工作用車提供了無線充電系統(tǒng)。這套方案已經(jīng)獲得了部分主流車廠的支持,高通已為包括寶馬i系列、日產(chǎn)聆風(fēng)以及雷諾ZOE等車型安裝了車載接收板和控制器。
目前,高通正在爭取和更多汽車制造商合作,以原廠預(yù)裝為出貨渠道,即消費者未來將可直接購買到出廠前已安裝好系統(tǒng)的車輛。
傳統(tǒng)電動汽車電池存在太多硬傷:蓄電池單位重量儲存的能量太少,又沒形成經(jīng)濟規(guī)模,購買價格較貴,同時,充電樁等基礎(chǔ)設(shè)施不完善,影響使用。
以特斯拉為例,每個充電樁的造價大概在10萬美元到17.5萬美元之間,其中多半的資金用在地基的重塑上。為了解決電池續(xù)航能力,特斯拉年初宣布, 升級其在全美和加拿大部分地區(qū)的超級充電站,使電能輸出到120Kwh,令特斯拉電動車充電20分鐘獲得近200公里的續(xù)航里程。
由于無線充電系統(tǒng)采用的是磁感應(yīng)充電方式,充電效率從理論上來說可以跟有線充電持平。據(jù)中興通訊和高通測算,傳統(tǒng)有線充電的充電效率大約是95%,無線充電可達到90%左右。
沃爾沃的一個無線充電測試數(shù)據(jù)顯示,一輛120馬力的電動版C30實際測試中,采用無線充電技術(shù)的電動車充電時間可縮短至最小2.5小時,利用無線充電技術(shù)的充電時間已經(jīng)比有線充電的時間大大縮減了。
中興通訊公交車無線充電的實際監(jiān)測數(shù)據(jù)亦顯示,充電8分鐘,可支撐巴士在運營路線上行駛約6公里。當(dāng)無線充電發(fā)展至動態(tài)充電時,這樣的充電效率其實 還有提升空間。這也是未來城市車聯(lián)網(wǎng)的一個重要場景。在車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下,電動車可以將電池數(shù)據(jù)發(fā)送至無線充電系統(tǒng),無線充電裝置進而可以自行調(diào)節(jié)充電方式。
相對于在停車位埋設(shè)無線充電裝置,動態(tài)公路充電能帶來汽車無線充電足夠高的市場空間和想象力,卻缺乏現(xiàn)實的改造和規(guī)劃基礎(chǔ),而這正是前者的優(yōu)勢所 在。相關(guān)研究人士告訴《財經(jīng)》記者,安裝一套無線充電裝置的所有改造成本只需2萬元左右,而公路充電則需要城市的全盤規(guī)劃和路面改造工程。據(jù)國外媒體消息 稱,美國和韓國已經(jīng)在試驗專用的無線充電公路。
中興通訊選擇了一條折中路徑。不久前,中興通訊聯(lián)合蜀都客車共同發(fā)布全球首個無線充電城市微循環(huán)解決方案。這個方案面向一個范圍相對較小的社區(qū),在 社區(qū)附近將現(xiàn)有停車位或路面直接改造為安全快速的充電站,微循環(huán)線路通常圍繞穿行于小區(qū),道路兩邊的車輛??奎c亦可方便快速低成本地被改造成充電位。
這種模式可視為公路無線充電的雛形。
商業(yè)嘗試和挑戰(zhàn)
“無線充電技術(shù)確實擊中了電動汽車充電的一些痛點,但它要走出大客車市場,進入民用轎車領(lǐng)域,取決于電動汽車整體行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r。”一位電動汽車行業(yè)人士告訴《財經(jīng)》記者。
截至2014年上半年,我國新能源汽車累計銷量在6萬輛左右。這與動輒數(shù)百萬臺的燃油汽車的年增長量形成巨大反差。而且,即便是如此小的一個保有量,充電樁數(shù)量仍存在很大缺口。
統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,全國目前累計建成充電樁僅為2.5萬個左右。以充電接口與新能源汽車數(shù)量比例不低于1∶1這一標(biāo)準來看,目前充電樁數(shù)量嚴重不足,存在著巨大的增量空間。
孫枕戈預(yù)測,中國電動汽車市場在未來一兩年內(nèi)會有爆發(fā)式增長,此時部署無線充電網(wǎng)絡(luò)正當(dāng)其時。無線充電如果進入私家電動車市場,就可反向帶動電動車市場的快速增長。但他也承認,私家車市場很大,但決策鏈很長,任何一家公司短時間內(nèi)都很難做大規(guī)模。
為了爭奪這個市場,中興通訊為私家車市場設(shè)計了多個商業(yè)模式。這些商業(yè)模式均建立在無線充電云網(wǎng)之上。中興通訊無線充電項目的一位技術(shù)人士告訴《財 經(jīng)》記者,當(dāng)充電車輛在充電停車位停泊后,連接無線充電終端背后的云平臺,就能自動通過無線接入充電場的通信網(wǎng)絡(luò),建立起地面系統(tǒng)和車載系統(tǒng)的通信鏈路, 并完成車輛鑒權(quán)和其他相關(guān)信息交換。
以此為基礎(chǔ),中興通訊設(shè)計了一套自動計費規(guī)則,打破了目前有線充電樁一省一卡的計費模式,通過手機APP自動充電、自動計費、自動繳費。
多數(shù)業(yè)內(nèi)人士認為,采用車主自配和社會部署的方式,可以快速建立一個覆蓋城市的無線充電網(wǎng)絡(luò)。中興通訊的一套私家車無線充電位的全部鋪設(shè)成本大約為2萬元,部署成本相對低廉。孫枕戈認為,車主自備無壓力,商場、公共場合作為招徠用戶的手段也較有動力。
未來,當(dāng)無線充電樁遍布城市,形成一張網(wǎng)絡(luò),各個城市網(wǎng)絡(luò)又相互打通,這張網(wǎng)絡(luò)將很有可能直接顛覆現(xiàn)有的汽車市場格局。有人提出,用車模式也會被顛覆,汽車共享和分時租賃很有可能成為下一個商業(yè)藍海。
中興試圖從一開始就將這張無線充電云網(wǎng)開放?!伴_放這張網(wǎng)絡(luò)的增值業(yè)務(wù)接口,可以引入各行各業(yè)的開發(fā)者,誕生更多新業(yè)態(tài)?!睂O枕戈向《財經(jīng)》記者表示。
這亦是中興、高通等具備通信基因的廠商入局下一代電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈的意義和價值所在。未來汽車產(chǎn)業(yè)的走向和車聯(lián)網(wǎng)密不可分,相輔相成。
但外界看得比較清楚的是,作為一個新市場的新技術(shù),至少在短期內(nèi),上述模式要實現(xiàn)真正大規(guī)模商業(yè)化挑戰(zhàn)不少。一位車聯(lián)網(wǎng)研究者向《財經(jīng)》記者指出,如果整個城市的路面下方都埋設(shè)無線充電裝置,就需要整個城市乃至國家層面的城市基礎(chǔ)設(shè)施戰(zhàn)略規(guī)劃和改造,工程浩大,周期漫長。