近日,美国橡树岭国家实验室(ORNL)在无线电动汽车(EV)充电技术领域再次刷新了纪录,成功地演示了全球首个270千瓦的无线充电技术。这一技术突破不仅展示了无线充电技术更高的功率密度和效率,也展现出显著的商业化潜力,尤其是在与大众汽车集团的合作下,测试平台选用了保时捷Taycan电动汽车,正所谓强强联合,也为电动汽车领域的创新发展奠定了坚实基础。
图:ORNL在无线充电技术演示
技术突破与优势
据中国出海半导体网了解,ORNL开发的无线充电系统以其多相电磁耦合线圈为核心,利用旋转磁场显著提高了充电功率。与传统无线充电系统相比较,这一系统在功率密度和效率上均有显著提升,具体来说,它能够在10分钟内为车辆充电50%,效率超过95%。此外,系统还集成了多种保护机制,如短路、过热、过压和过流保护,确保了充电过程的安全可靠。
无线充电技术的最大优势在于其便捷性和安全性。与传统的有线充电相比,无线充电无需频繁插拔充电枪,减少了触电风险和设备磨损。同时,系统的集成化设计使得充电设施更加美观和易于维护。
图:ORNL在无线充电技术方面的关键点(中国出海半导体网整理)
面临的挑战与解决方案
尽管中国出海半导体网认为,无线充电技术的前景广阔,但其商业化进程仍面临着诸多挑战。
首先是成本问题。无线充电系统的硬件成本较高,包括充电板、接收器及相关电力电子设备。此外,安装和维护成本也是不可忽视的因素。解决这一问题的关键在于技术进步和规模化生产,预计随着新材料和新技术的应用,无线充电的成本还将继续降低。
其次是充电效率问题。当前的无线充电技术在传输效率上仍有提升空间。电磁感应式无线充电虽然应用广泛,但其传输距离有限,且要求充电器与接收设备之间精确对齐。磁场共振式无线充电能够实现更远距离的能量传输,但尚未大规模商用化。此外,热损耗和热管理问题也是提高充电效率的关键所在。
安全性和电磁兼容性(EMC)问题同样值得关注。尽管理论上无线充电电磁辐射对人体没有危害,但公众对此仍存有疑虑。消除这些疑虑需要进一步的研究和标准制定。
商业化潜力与行业影响
随着无线充电技术的成熟和成本的降低,其在电动汽车领域的应用潜力非常大。无线充电技术不仅可以显著地提升用户的充电体验,还能与自动驾驶、智能停车等技术相结合,实现全自动的充电过程。想象一下,一辆配备自动泊车功能的电动汽车可以自动导航到无线充电停车位置,并在无需人工干预的情况下完成充电,这将大幅提升充电的智能化水平。
此外,无线充电技术的推广应用还将促进新能源汽车与能源、交通、信息通信等其他行业的深度融合。举例来说,通过V2G(Vehicle-to-Grid)技术,电动汽车不仅可以从电网获取电能,还能在电网高峰时段向电网回馈电能,提高电网的运行效率和可靠性。
无线充电技术的发展还将带动相关产业链的发展,包括无线充电设备制造、充电设施建设与运营,以及相关的软件和技术服务等,为新能源汽车产业带来新的增长点。
专注无线充电技术的海内外厂商
目前,国内外许多厂商正在积极布局无线充电技术,这些厂商的布局不仅推动了无线充电技术的发展,也预示着未来无线充电应用的广泛前景。中国出海半导体网搜集整理的具体情况如下:
公司名称 | 总部位置 | 技术特点与产品应用 |
易冲半导体 | 中国成都 | 高性能模拟及混合信号集成电路芯片设计,无线充电方案已被华为、贝尔金、mophie等知名品牌采用 |
贝兰德科技 | 中国深圳 | 全同步数字解调无线充电IC研发与销售,核心研发团队来自TI、NXP、ST的研发精英 |
美芯晟科技(北京)股份有限公司 | 中国北京 | 专注于高性能模拟及数模混合芯片设计,产品广泛应用于通信终端、消费类电子等领域 |
智融科技 | 中国珠海 | 电源管理芯片领域的数模混合芯片设计,产品广泛应用于移动电源、车载充电器等 |
南芯半导体 | 中国上海 | 专注于锂电池相关的充电管理、有线/无线快速充电协议、锂电保护等电源管理领域 |
英集芯科技 | 中国深圳 | 专注于高性能、高品质的数模混合集成电路芯片研发销售,产品包括无线充电SoC芯片等 |
伏达半导体 | 中国上海 | 专注于电源管理芯片及一站式解决方案的研发,提供无线充电接收与发射芯片等 |
芯朋微电子 | 中国无锡 | 专注于功率半导体研发,提供包括无线充电在内的“PowerSemi Total Solution” |
地芯引力科技 | 中国浙江 | 专注于高端消费电子、信息安全等半导体集成电路细分领域,产品包括无线充电解决方案 |
未来展望
综上所述,尽管无线充电技术在电动汽车领域的应用仍面临诸多挑战,但其前景广阔,潜力巨大。随着技术的不断进步和成本的逐步降低,无线充电技术有望在未来得到更广泛的应用,推动电动汽车行业向更加智能化、便捷化和绿色化的方向发展。
无线充电技术不仅提供了一种更为便捷和安全的充电方式,还将成为推动电动汽车普及的关键因素之一。未来,随着技术的不断成熟和市场的逐步扩展,无线充电技术必将在电动汽车行业中占据重要地位,助力全球绿色出行的实现。