Die Entwicklung von Fahrzeugen mit neuer Energie ist in vollem Gange, und auch die Frage der Energieauffüllung ist zu einem der Themen geworden, denen die Branche ihre volle Aufmerksamkeit widmet. Während alle über die Vorzüge von Überladung und Batteriewechsel diskutieren, gibt es einen „Plan C“ für das Laden von Fahrzeugen mit neuer Energiequelle?
Möglicherweise beeinflusst durch das kabellose Laden von Smartphones ist das kabellose Laden von Autos auch zu einer der Technologien geworden, die Ingenieure überwunden haben. Medienberichten zufolge hat die drahtlose Ladetechnologie für Autos vor nicht allzu langer Zeit einen Durchbruch in der Forschung erfahren. Ein Forschungs- und Entwicklungsteam behauptete, dass das kabellose Ladepad Strom mit einer Ausgangsleistung von 100 kW an das Auto übertragen kann, wodurch der Ladezustand der Batterie innerhalb von 20 Minuten um 50 % erhöht werden kann.
Natürlich ist die kabellose Ladetechnologie für Autos keine neue Technologie. Mit dem Aufkommen neuer Energiefahrzeuge erforschen verschiedene Kräfte seit langem das kabellose Laden, darunter BBA, Volvo und verschiedene inländische Automobilhersteller.
Insgesamt steckt die Technologie zum kabellosen Laden von Autos noch in den Kinderschuhen, und viele Kommunalverwaltungen nutzen diese Gelegenheit auch, um größere Möglichkeiten für den zukünftigen Transport zu erkunden. Aufgrund von Faktoren wie Kosten, Leistung und Infrastruktur wurde die drahtlose Ladetechnologie für Autos jedoch in großem Umfang kommerzialisiert. Es gibt noch viele Schwierigkeiten, die überwunden werden müssen. Die neue Geschichte rund um das kabellose Laden im Auto ist noch nicht leicht zu erzählen.
Wie wir alle wissen, ist kabelloses Laden in der Mobiltelefonbranche nichts Neues. Das kabellose Laden von Autos erfreut sich nicht so großer Beliebtheit wie das Laden von Mobiltelefonen, hat aber bereits viele Unternehmen dazu verleitet, diese Technologie zu begehren.
Insgesamt gibt es vier gängige Methoden zum kabellosen Laden: elektromagnetische Induktion, Magnetfeldresonanz, elektrische Feldkopplung und Radiowellen. Unter ihnen nutzen Mobiltelefone und Elektrofahrzeuge hauptsächlich elektromagnetische Induktion und Magnetfeldresonanz.
Unter anderem nutzt das kabellose Laden mit elektromagnetischer Induktion das elektromagnetische Induktionsprinzip von Elektromagnetismus und Magnetismus, um Strom zu erzeugen. Es verfügt über eine hohe Ladeeffizienz, aber die effektive Ladeentfernung ist kurz und die Anforderungen an den Ladestandort sind ebenfalls streng. Relativ gesehen stellt das kabellose Magnetresonanz-Laden geringere Anforderungen an den Standort und eine längere Ladeentfernung, die mehrere Zentimeter bis mehrere Meter unterstützen kann, aber die Ladeeffizienz ist etwas geringer als beim ersteren.
Daher bevorzugten Automobilhersteller in den frühen Stadien der Erforschung der kabellosen Ladetechnologie die kabellose Ladetechnologie mit elektromagnetischer Induktion. Zu den repräsentativen Unternehmen zählen BMW, Daimler und andere Fahrzeughersteller. Seitdem wurde die drahtlose Magnetresonanz-Ladetechnologie schrittweise vorangetrieben, vertreten durch Systemlieferanten wie Qualcomm und WiTricity.
Bereits im Juli 2014 gaben BMW und Daimler (heute Mercedes-Benz) eine Kooperationsvereinbarung zur gemeinsamen Entwicklung drahtloser Ladetechnologie für Elektrofahrzeuge bekannt. Im Jahr 2018 begann BMW mit der Produktion eines kabellosen Ladesystems und machte es zu einem optionalen Gerät für das Plug-in-Hybridmodell der 5er-Reihe. Seine Nennladeleistung beträgt 3,2 kW, der Energieumwandlungswirkungsgrad erreicht 85 % und es kann in 3,5 Stunden vollständig aufgeladen werden.
Im Jahr 2021 wird Volvo das reine Elektrotaxi XC40 nutzen, um Experimente zum kabellosen Laden in Schweden zu starten. Volvo hat speziell mehrere Testbereiche im städtischen Göteborg, Schweden, eingerichtet. Ladefahrzeuge müssen lediglich auf den in der Straße integrierten kabellosen Ladegeräten parken, um die Ladefunktion automatisch zu starten. Laut Volvo kann die kabellose Ladeleistung 40 kW erreichen und in 30 Minuten 100 Kilometer zurücklegen.
Im Bereich des kabellosen Ladens von Kraftfahrzeugen war mein Land schon immer führend in der Branche. Im Jahr 2015 baute das China Southern Power Grid Guangxi Electric Power Research Institute die erste inländische Teststrecke für das kabellose Laden von Elektrofahrzeugen. Im Jahr 2018 brachte SAIC Roewe das erste rein elektrische Modell mit kabelloser Aufladung auf den Markt. FAW Hongqi brachte 2020 den Hongqi E-HS9 auf den Markt, der die kabellose Ladetechnologie unterstützt. Im März 2023 brachte SAIC Zhiji offiziell seine erste intelligente kabellose Ladelösung für Hochleistungsfahrzeuge mit 11 kW auf den Markt.
Und auch auf dem Gebiet des kabellosen Ladens gehört Tesla zu den Entdeckern. Im Juni 2023 investierte Tesla 76 Millionen US-Dollar in die Übernahme von Wiferion und benannte es in Tesla Engineering Germany GmbH um, um kabelloses Laden zu geringen Kosten zu nutzen. Zuvor hatte Tesla-Chef Musk eine negative Einstellung zum kabellosen Laden und kritisierte das kabellose Laden als „energiearm und ineffizient“. Jetzt spricht er von einer vielversprechenden Zukunft.
Natürlich entwickeln auch viele Automobilhersteller wie Toyota, Honda, Nissan und General Motors kabellose Ladetechnologie.
Obwohl viele Parteien langfristige Untersuchungen im Bereich des kabellosen Ladens durchgeführt haben, ist die kabellose Ladetechnologie für Kraftfahrzeuge noch weit davon entfernt, Realität zu werden. Der Schlüsselfaktor, der seine Entwicklung einschränkt, ist Macht. Nehmen Sie als Beispiel den Hongqi E-HS9. Die kabellose Ladetechnologie, mit der es ausgestattet ist, hat eine maximale Ausgangsleistung von 10 kW, was nur geringfügig höher ist als die 7 kW Leistung des langsamen Ladestapels. Einige Modelle können nur eine Systemladeleistung von 3,2 kW erreichen. Mit anderen Worten, eine solche Ladeeffizienz bietet überhaupt keinen Komfort.
Wenn die Leistung des kabellosen Ladens verbessert wird, kann es natürlich eine andere Geschichte sein. Wie am Anfang des Artikels erwähnt, hat ein Forschungs- und Entwicklungsteam beispielsweise eine Ausgangsleistung von 100 kW erreicht, was bedeutet, dass das Fahrzeug theoretisch in etwa einer Stunde vollständig aufgeladen werden kann, wenn eine solche Ausgangsleistung erreicht werden kann. Obwohl es immer noch schwierig ist, es mit dem Super-Laden zu vergleichen, ist es immer noch eine neue Wahl für die Energieauffüllung.
Aus Sicht der Nutzungsszenarien besteht der größte Vorteil der drahtlosen Ladetechnologie für Kraftfahrzeuge in der Reduzierung manueller Schritte. Im Vergleich zum kabelgebundenen Laden müssen Autobesitzer eine Reihe von Vorgängen durchführen, z. B. parken, aus dem Auto aussteigen, die Waffe aufheben, einstecken und aufladen usw. Wenn sie mit Ladesäulen von Drittanbietern konfrontiert werden, müssen sie verschiedene Informationen eingeben , was ein relativ umständlicher Prozess ist.
Das Szenario des kabellosen Ladens ist sehr einfach. Nachdem der Fahrer das Fahrzeug geparkt hat, erkennt das Gerät es automatisch und lädt es dann drahtlos auf. Nachdem das Fahrzeug vollständig aufgeladen ist, fährt das Fahrzeug direkt los und der Besitzer muss keine weiteren Eingriffe vornehmen. Aus Sicht der Benutzererfahrung wird es den Menschen auch ein Gefühl von Luxus vermitteln, wenn sie Elektrofahrzeuge nutzen.
Warum erregt das kabellose Laden von Autos so viel Aufmerksamkeit bei Unternehmen und Zulieferern? Aus entwicklungspolitischer Sicht könnte der Beginn des fahrerlosen Zeitalters auch eine Zeit für eine große Entwicklung der drahtlosen Ladetechnologie sein. Damit Autos wirklich fahrerlos sind, benötigen sie kabelloses Laden, um die Fesseln von Ladekabeln loszuwerden.
Daher sind viele Ladeanbieter sehr optimistisch, was die Entwicklungsaussichten der drahtlosen Ladetechnologie angeht. Der deutsche Riese Siemens prognostiziert, dass der Markt für drahtloses Laden von Elektrofahrzeugen in Europa und Nordamerika bis 2028 ein Volumen von 2 Milliarden US-Dollar erreichen wird. Zu diesem Zweck investierte Siemens bereits im Juni 2022 25 Millionen US-Dollar, um eine Minderheitsbeteiligung am Anbieter für drahtloses Laden WiTricity zu erwerben Förderung der Technologieforschung und Entwicklung drahtloser Ladesysteme.
Siemens geht davon aus, dass das kabellose Laden von Elektrofahrzeugen in Zukunft zum Mainstream werden wird. Neben dem Komfort beim Laden ist das kabellose Laden auch eine der notwendigen Voraussetzungen für die Realisierung autonomen Fahrens. Wenn wir wirklich im großen Stil selbstfahrende Autos auf den Markt bringen wollen, ist die kabellose Ladetechnologie unverzichtbar. Dies ist ein wichtiger Schritt in die Welt des autonomen Fahrens.
Natürlich sind die Aussichten großartig, aber die Realität ist hässlich. Derzeit werden die Methoden zur Energieauffüllung von Elektrofahrzeugen immer vielfältiger und die Aussicht auf kabelloses Laden wird mit Spannung erwartet. Aus heutiger Sicht befindet sich die drahtlose Ladetechnologie für Kraftfahrzeuge jedoch noch in der Testphase und ist mit vielen Problemen konfrontiert, wie z. B. hohen Kosten, langsamem Laden, inkonsistenten Standards und langsamen Fortschritten bei der Kommerzialisierung.
Das Problem der Ladeeffizienz ist eines der Hindernisse. Das Thema Effizienz haben wir beispielsweise im bereits erwähnten Hongqi E-HS9 diskutiert. Die geringe Effizienz des kabellosen Ladens wird kritisiert. Derzeit ist die Effizienz des kabellosen Ladens von Elektrofahrzeugen aufgrund des Energieverlusts bei der kabellosen Übertragung geringer als die des kabelgebundenen Ladens.
Aus Kostengründen muss das kabellose Laden von Autos weiter reduziert werden. Drahtloses Laden stellt hohe Anforderungen an die Infrastruktur. Ladekomponenten werden im Allgemeinen auf dem Boden verlegt, was Bodenmodifikationen und andere Probleme mit sich bringt. Die Baukosten werden zwangsläufig höher sein als die Kosten für gewöhnliche Ladesäulen. Darüber hinaus ist die Industriekette in der frühen Phase der Förderung der drahtlosen Ladetechnologie noch unausgereift und die Kosten für die entsprechenden Teile werden hoch sein, sogar um ein Vielfaches höher als der Preis für Haushalts-Wechselstrom-Ladesäulen mit derselben Leistung.
So erwägt beispielsweise der britische Busbetreiber FirstBus den Einsatz drahtloser Ladetechnologie im Zuge der Förderung der Elektrifizierung seiner Flotte. Bei der Inspektion stellte sich jedoch heraus, dass jeder Anbieter von Bodenlademodulen 70.000 Pfund angab. Darüber hinaus sind auch die Baukosten für drahtlose Ladestraßen hoch. Beispielsweise belaufen sich die Kosten für den Bau einer 1,6 Kilometer langen Straße zum drahtlosen Laden in Schweden auf etwa 12,5 Millionen US-Dollar.
Natürlich können auch Sicherheitsprobleme zu den Problemen gehören, die die drahtlose Ladetechnologie einschränken. Im Hinblick auf seine Auswirkungen auf den menschlichen Körper ist das kabellose Laden keine große Sache. Die vom Ministerium für Industrie und Informationstechnologie herausgegebenen „Interim Regulations on Radio Management of Wireless Charging (Power Transmission) Equipment (Entwurf zur Kommentierung)“ besagt, dass das Spektrum von 19–21 kHz und 79–90 kHz ausschließlich für drahtlose Ladefahrzeuge gilt. Relevante Untersuchungen zeigen, dass nur dann, wenn die Ladeleistung 20 kW überschreitet und der menschliche Körper in engem Kontakt mit der Ladestation steht, eine gewisse Auswirkung auf den Körper auftreten kann. Dies erfordert jedoch auch, dass alle Parteien die Sicherheit weiter bekannt machen, bevor sie von den Verbrauchern erkannt wird.
Unabhängig davon, wie praktisch die kabellose Ladetechnologie für Autos ist und wie komfortabel die Einsatzszenarien sind, ist es noch ein langer Weg, bis sie in großem Maßstab kommerzialisiert werden kann. Der Weg zum kabellosen Laden von Autos ist lang und beschwerlich, wenn man das Labor verlässt und es in die Praxis umsetzt.
Während sich alle Parteien intensiv mit der drahtlosen Ladetechnologie für Autos beschäftigen, ist auch das Konzept der „Laderoboter“ still und leise entstanden. Die Problempunkte, die durch kabelloses Laden gelöst werden müssen, stellen die Frage des Ladekomforts für den Benutzer dar, der das Konzept des fahrerlosen Fahrens in Zukunft ergänzen wird. Aber es gibt mehr als einen Weg nach Rom.
Deshalb sind „Laderoboter“ auch eine Ergänzung zum intelligenten Ladevorgang von Automobilen geworden. Vor nicht allzu langer Zeit hat die neue Energiesystem-Versuchsbasis der Beijing Sub-Central Construction National Green Development Demonstration Zone einen vollautomatischen Busladeroboter auf den Markt gebracht, der Elektrobusse aufladen kann.
Nachdem der Elektrobus die Ladestation erreicht hat, erfasst das Vision-System die Ankunftsinformationen des Fahrzeugs und das Hintergrund-Dispatch-System erteilt dem Roboter sofort eine Ladeaufgabe. Mit Hilfe des Wegfindungssystems und des Gehmechanismus fährt der Roboter automatisch zur Ladestation und greift automatisch nach der Ladepistole. , mithilfe visueller Positionierungstechnologie, um den Standort des Ladeanschlusses für Elektrofahrzeuge zu identifizieren und automatische Ladevorgänge durchzuführen.
Natürlich beginnen auch Autokonzerne, die Vorteile von „Laderobotern“ zu erkennen. Auf der Shanghai Auto Show 2023 stellte Lotus einen Blitzladeroboter vor. Wenn das Fahrzeug aufgeladen werden muss, kann der Roboter seinen mechanischen Arm ausfahren und die Ladepistole automatisch in die Ladeöffnung des Fahrzeugs einführen. Nach dem Aufladen kann die Waffe auch selbstständig herausgezogen werden, wodurch der gesamte Vorgang vom Starten bis zum Aufladen des Fahrzeugs abgeschlossen wird.
Im Gegensatz dazu bieten Laderoboter nicht nur den Komfort des kabellosen Ladens, sondern können auch das Problem der Leistungsbegrenzung beim kabellosen Laden lösen. Nutzer können das Vergnügen des Überladens auch genießen, ohne aus dem Auto auszusteigen. Natürlich geht es bei Laderobotern auch um Kosten und intelligente Aspekte wie Positionierung und Hindernisvermeidung.
Zusammenfassung: Das Thema Energienachschub für New-Energy-Fahrzeuge war schon immer ein Thema, dem alle Beteiligten in der Branche große Bedeutung beimessen. Derzeit sind die Überladelösung und die Batteriewechsellösung die beiden gängigsten Lösungen. Theoretisch reichen diese beiden Lösungen aus, um den Energienachschubbedarf der Nutzer bis zu einem gewissen Grad zu decken. Natürlich geht es immer weiter. Vielleicht eröffnen das kabellose Laden und Laderoboter mit dem Aufkommen des fahrerlosen Zeitalters neue Möglichkeiten.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 13. April 2024