Le développement de véhicules à énergie nouvelle bat son plein et la question de la reconstitution de l'énergie est également devenue l'une des questions auxquelles l'industrie a accordé toute son attention. Alors que tout le monde débat des mérites de la surcharge et du remplacement des batteries, existe-t-il un « Plan C » pour recharger les véhicules à énergies nouvelles ?
Peut-être influencée par la recharge sans fil des smartphones, la recharge sans fil des voitures est également devenue l’une des technologies que les ingénieurs ont surmontées. Selon les médias, il n'y a pas si longtemps, la technologie de recharge sans fil des voitures a fait l'objet de recherches révolutionnaires. Une équipe de recherche et développement a affirmé que le chargeur sans fil peut transmettre de l'énergie à la voiture avec une puissance de sortie de 100 kW, ce qui peut augmenter l'état de charge de la batterie de 50 % en 20 minutes.
Bien entendu, la technologie de recharge sans fil pour voiture n’est pas une nouvelle technologie. Avec l'essor des véhicules à énergie nouvelle, diverses forces explorent depuis longtemps la recharge sans fil, notamment BBA, Volvo et divers constructeurs automobiles nationaux.
Dans l’ensemble, la technologie de recharge sans fil des voitures en est encore à ses débuts, et de nombreuses autorités locales profitent également de cette opportunité pour explorer de plus grandes possibilités pour les transports futurs. Cependant, en raison de facteurs tels que le coût, la puissance et l’infrastructure, la technologie de recharge sans fil pour voiture a été commercialisée à grande échelle. De nombreuses difficultés restent encore à surmonter. La nouvelle histoire de la recharge sans fil dans les voitures n’est pas encore facile à raconter.
Comme nous le savons tous, la recharge sans fil n’a rien de nouveau dans l’industrie de la téléphonie mobile. La recharge sans fil pour les voitures n’est pas aussi populaire que la recharge pour les téléphones portables, mais elle a déjà incité de nombreuses entreprises à convoiter cette technologie.
Dans l’ensemble, il existe quatre méthodes de recharge sans fil courantes : l’induction électromagnétique, la résonance de champ magnétique, le couplage de champ électrique et les ondes radio. Parmi eux, les téléphones mobiles et les véhicules électriques utilisent principalement l'induction électromagnétique et la résonance du champ magnétique.
Parmi eux, la recharge sans fil par induction électromagnétique utilise le principe d'induction électromagnétique de l'électromagnétisme et du magnétisme pour générer de l'électricité. Il a une efficacité de charge élevée, mais la distance de charge effective est courte et les exigences en matière de lieu de charge sont également strictes. Relativement parlant, la recharge sans fil par résonance magnétique a des exigences de localisation plus faibles et une distance de charge plus longue, qui peut supporter plusieurs centimètres à plusieurs mètres, mais l'efficacité de charge est légèrement inférieure à la précédente.
Par conséquent, dès les premiers stades de l’exploration de la technologie de recharge sans fil, les constructeurs automobiles ont privilégié la technologie de recharge sans fil par induction électromagnétique. Les sociétés représentatives comprennent BMW, Daimler et d'autres constructeurs automobiles. Depuis lors, la technologie de recharge sans fil par résonance magnétique a été progressivement promue, représentée par des fournisseurs de systèmes tels que Qualcomm et WiTricity.
Dès juillet 2014, BMW et Daimler (aujourd'hui Mercedes-Benz) ont annoncé un accord de coopération visant à développer conjointement une technologie de recharge sans fil pour les véhicules électriques. En 2018, BMW a commencé à produire un système de recharge sans fil et en a fait un dispositif optionnel pour le modèle hybride rechargeable de la Série 5. Sa puissance de charge nominale est de 3,2 kW, l'efficacité de conversion d'énergie atteint 85 % et il peut être complètement chargé en 3,5 heures.
En 2021, Volvo utilisera le taxi purement électrique XC40 pour lancer des expériences de recharge sans fil en Suède. Volvo a spécialement mis en place plusieurs zones de test dans la ville de Göteborg, en Suède. Les véhicules en charge doivent uniquement se garer sur les dispositifs de recharge sans fil intégrés dans la route pour démarrer automatiquement la fonction de recharge. Volvo a déclaré que sa puissance de recharge sans fil peut atteindre 40 kW et qu'elle peut parcourir 100 kilomètres en 30 minutes.
Dans le domaine de la recharge sans fil automobile, la Chine a toujours été à la pointe de l'industrie. En 2015, l'Institut de recherche sur l'énergie électrique du Guangxi de China Southern Power Grid a construit la première voie d'essai de recharge sans fil pour véhicules électriques nationaux. En 2018, SAIC Roewe a lancé le premier modèle purement électrique avec recharge sans fil. FAW Hongqi a lancé le Hongqi E-HS9 qui prend en charge la technologie de recharge sans fil en 2020. En mars 2023, SAIC Zhiji a officiellement lancé sa première solution de recharge sans fil intelligente pour véhicule haute puissance de 11 kW.
Et Tesla fait également partie des explorateurs dans le domaine de la recharge sans fil. En juin 2023, Tesla a dépensé 76 millions de dollars pour acquérir Wiferion et l'a rebaptisée Tesla Engineering Germany GmbH, prévoyant d'exploiter la recharge sans fil à faible coût. Auparavant, Musk, PDG de Tesla, avait une attitude négative à l'égard de la recharge sans fil et critiquait la recharge sans fil comme étant « à faible consommation d'énergie et inefficace ». Aujourd’hui, il parle d’un avenir prometteur.
Bien entendu, de nombreux constructeurs automobiles tels que Toyota, Honda, Nissan et General Motors développent également une technologie de recharge sans fil.
Bien que de nombreuses parties aient mené des explorations à long terme dans le domaine de la recharge sans fil, la technologie de recharge sans fil automobile est encore loin de devenir une réalité. Le principal facteur limitant son développement est le pouvoir. Prenons l'exemple du Hongqi E-HS9. La technologie de charge sans fil dont il est équipé a une puissance de sortie maximale de 10 kW, ce qui n'est que légèrement supérieure à la puissance de 7 kW de la pile de charge lente. Certains modèles ne peuvent atteindre qu’une puissance de charge du système de 3,2 kW. En d’autres termes, une telle efficacité de charge n’est absolument pas pratique.
Bien entendu, si la puissance de la recharge sans fil est améliorée, ce sera peut-être une autre histoire. Par exemple, comme indiqué au début de l'article, une équipe de recherche et développement a atteint une puissance de sortie de 100 kW, ce qui signifie que si une telle puissance de sortie peut être atteinte, le véhicule peut théoriquement être complètement chargé en une heure environ. Même si elle est encore difficile à comparer avec la super recharge, elle reste un nouveau choix pour le réapprovisionnement en énergie.
Du point de vue des scénarios d'utilisation, le plus grand avantage de la technologie de recharge sans fil automobile est la réduction des étapes manuelles. Par rapport à la recharge filaire, les propriétaires de voitures doivent effectuer une série d'opérations telles que se garer, descendre de la voiture, récupérer l'arme, brancher et charger, etc. Lorsqu'ils sont confrontés à des piles de recharge tierces, ils doivent remplir diverses informations. , ce qui est un processus relativement fastidieux.
Le scénario de recharge sans fil est très simple. Une fois que le conducteur a garé le véhicule, l'appareil le détecte automatiquement et le recharge sans fil. Une fois le véhicule complètement chargé, le véhicule démarre directement et le propriétaire n'a plus besoin d'effectuer d'opérations. Du point de vue de l’expérience utilisateur, cela donnera également aux gens un sentiment de luxe lorsqu’ils utiliseront des véhicules électriques.
Pourquoi la recharge sans fil des voitures attire-t-elle autant l’attention des entreprises et des fournisseurs ? Du point de vue du développement, l’arrivée de l’ère sans conducteur pourrait également être le moment d’un grand développement de la technologie de recharge sans fil. Pour que les voitures soient véritablement sans conducteur, elles ont besoin d’une recharge sans fil pour se débarrasser des entraves des câbles de recharge.
Par conséquent, de nombreux fournisseurs de recharge sont très optimistes quant aux perspectives de développement de la technologie de recharge sans fil. Le géant allemand Siemens prévoit que le marché de la recharge sans fil pour véhicules électriques en Europe et en Amérique du Nord atteindra 2 milliards de dollars d'ici 2028. À cette fin, dès juin 2022, Siemens a investi 25 millions de dollars pour obtenir une participation minoritaire dans le fournisseur de recharge sans fil WiTricity. promouvoir la recherche technologique et le développement de systèmes de recharge sans fil.
Siemens estime que la recharge sans fil des véhicules électriques deviendra courante à l'avenir. En plus de rendre la recharge plus pratique, la recharge sans fil est également l’une des conditions nécessaires à la réalisation d’une conduite autonome. Si nous voulons réellement lancer des voitures autonomes à grande échelle, la technologie de recharge sans fil est indispensable. Il s’agit d’une étape importante dans le monde de la conduite autonome.
Bien sûr, les perspectives sont grandes, mais la réalité est laide. À l'heure actuelle, les méthodes de réapprovisionnement en énergie des véhicules électriques se diversifient de plus en plus et la perspective de la recharge sans fil est très attendue. Cependant, du point de vue actuel, la technologie de recharge sans fil automobile est encore au stade des tests et est confrontée à de nombreux problèmes, tels qu'un coût élevé, une charge lente, des normes incohérentes et une lente progression de la commercialisation.
Le problème de l’efficacité de la recharge est l’un des obstacles. Par exemple, nous avons discuté de la question de l'efficacité du Hongqi E-HS9 susmentionné. La faible efficacité de la recharge sans fil a été critiquée. Actuellement, l’efficacité de la recharge sans fil des véhicules électriques est inférieure à celle de la recharge filaire en raison de la perte d’énergie lors de la transmission sans fil.
Du point de vue des coûts, la recharge sans fil des voitures doit être encore réduite. La recharge sans fil a des exigences élevées en matière d’infrastructure. Les composants de chargement sont généralement posés au sol, ce qui implique une modification du sol et d'autres problèmes. Le coût de construction sera inévitablement plus élevé que le coût des pieux de chargement ordinaires. De plus, au début de la promotion de la technologie de recharge sans fil, la chaîne industrielle est immature et le coût des pièces associées sera élevé, voire plusieurs fois supérieur au prix des piles de recharge CA domestiques de même puissance.
Par exemple, l’opérateur de bus britannique FirstBus a envisagé d’utiliser la technologie de recharge sans fil pour promouvoir l’électrification de sa flotte. Cependant, après inspection, il a été constaté que chaque fournisseur de panneaux de recharge au sol proposait 70 000 livres. En outre, le coût de construction des routes de recharge sans fil est également élevé. Par exemple, le coût de construction d’une route de recharge sans fil de 1,6 kilomètre en Suède s’élève à environ 12,5 millions de dollars américains.
Bien entendu, les problèmes de sécurité peuvent également être l’un des problèmes limitant la technologie de recharge sans fil. Du point de vue de son impact sur le corps humain, la recharge sans fil n’est pas grave. Le « Règlement provisoire sur la gestion radio des équipements de recharge sans fil (transmission de puissance) (projet pour commentaires) » publié par le ministère de l'Industrie et des Technologies de l'information stipule que le spectre de 19-21 kHz et 79-90 kHz est exclusif pour les voitures de recharge sans fil. Des recherches pertinentes montrent que ce n'est que lorsque la puissance de charge dépasse 20 kW et que le corps humain est en contact étroit avec la base de charge que cela peut avoir un certain impact sur le corps. Cependant, cela nécessite également que toutes les parties continuent à vulgariser la sécurité avant qu'elle puisse être reconnue par les consommateurs.
Peu importe à quel point la technologie de recharge sans fil pour voiture est pratique et quelle que soit la commodité des scénarios d’utilisation, il reste encore un long chemin à parcourir avant de pouvoir être commercialisée à grande échelle. Sortir du laboratoire et le mettre en œuvre dans la vie réelle, le chemin vers la recharge sans fil pour les voitures est long et ardu.
Alors que toutes les parties explorent vigoureusement la technologie de recharge sans fil pour les voitures, le concept de « robots de recharge » a également émergé discrètement. Les problèmes à résoudre par la recharge sans fil concernent la commodité de la recharge pour l’utilisateur, qui complétera le concept de conduite sans conducteur à l’avenir. Mais il existe plus d’une route vers Rome.
Par conséquent, les « robots de chargement » ont également commencé à devenir un complément au processus de chargement intelligent des automobiles. Il n'y a pas si longtemps, la nouvelle base expérimentale de système électrique de la zone nationale de démonstration de développement vert de la construction sous-centrale de Pékin a lancé un robot de recharge de bus entièrement automatique capable de recharger les bus électriques.
Une fois que le bus électrique entre dans la station de recharge, le système de vision capture les informations d'arrivée du véhicule et le système de répartition en arrière-plan envoie immédiatement une tâche de recharge au robot. Avec l'aide du système d'orientation et du mécanisme de marche, le robot se dirige automatiquement vers la station de chargement et saisit automatiquement le pistolet de chargement. , utilisant la technologie de positionnement visuel pour identifier l'emplacement du port de recharge du véhicule électrique et effectuer des opérations de recharge automatique.
Bien entendu, les constructeurs automobiles commencent également à percevoir les avantages des « robots chargeurs ». Au Salon de l'auto de Shanghai 2023, Lotus a lancé un robot à chargement flash. Lorsque le véhicule doit être chargé, le robot peut étendre son bras mécanique et insérer automatiquement le pistolet de chargement dans le trou de chargement du véhicule. Après le chargement, il peut également retirer le pistolet tout seul, complétant ainsi l'ensemble du processus, du démarrage au chargement du véhicule.
En revanche, les robots de chargement ont non seulement la commodité du chargement sans fil, mais peuvent également résoudre le problème de limitation de puissance du chargement sans fil. Les utilisateurs peuvent également profiter du plaisir de recharger sans sortir de la voiture. Bien entendu, le chargement des robots impliquera également des problèmes de coût et d’intelligence tels que le positionnement et l’évitement des obstacles.
Résumé : La question du réapprovisionnement énergétique des véhicules à énergies nouvelles a toujours été une question à laquelle toutes les parties prenantes de l'industrie attachent une grande importance. À l'heure actuelle, la solution de surcharge et la solution de remplacement de la batterie sont les deux solutions les plus courantes. Théoriquement, ces deux solutions suffisent à répondre dans une certaine mesure aux besoins de réapprovisionnement énergétique des utilisateurs. Bien sûr, les choses avancent toujours. Peut-être qu’avec l’avènement de l’ère sans conducteur, la recharge sans fil et les robots de recharge pourraient ouvrir la voie à de nouvelles opportunités.
Heure de publication : 13 avril 2024