电动汽车汽车无线充电技术与发展趋势VIP专享VIP免费

发展趋势分析
背 景
2
标准与测试
应用现状
充电方式灵活便捷;
模块封装,充电安全;
充电过程高度自动化;
环境适应性强
电动汽车无线充电
欧洲国家禁售燃油车时间表
英国 2040
法国 2040
德国 2030
瑞士 2030
荷兰 2025
挪威 2025
瑞典 2050
比利时 2030
汽车动力的电动化是大势所诸多
国家售传的时
大功率充电和无线充电是电动汽车充
电技术的两大发展方向,随着汽车智
能化对无线充
电的需求将与日俱增。
发展趋势分析背景2标准与测试应用现状⚫充电方式灵活便捷;⚫模块封装,充电安全;⚫充电过程高度自动化;⚫环境适应性强。电动汽车无线充电欧洲国家禁售燃油车时间表英国2040年法国2040年德国2030年瑞士2030年荷兰2025年挪威2025年瑞典2050年比利时2030年⚫汽车动力的电动化是大势所趋,诸多国家提出了禁售传统燃油车的时间表。⚫大功率充电和无线充电是电动汽车充电技术的两大发展方向,随着汽车智能化、网联化的不断发展,对无线充电的需求将与日俱增。移动式无线充电➢边“走”边充➢降低对电池的容量要求➢电池浅充浅放寿命长➢可充分利用道路资源◆试验示范(中国电科院)➢环境适应强➢无需统一机械接口➢电动汽车无线充电标准化➢处于产业化阶段◆标准与测试(中国电科院)静止式无线充电无线充电的分类(按照充电时汽车的运动状态)缓解续航里程焦虑便捷发展趋势分析背景5标准与测试应用现状国际车企无线充电应用及规划国外主流车厂认可无线充电方式,已有正向开发车型中引入该技术,在未来几年逐渐投入市场!车厂已适配车型备注宝马530e、I3、i8、芝诺2018年已发布前装车型530e。戴姆勒奔驰EQ、S500e、腾势已进行前装车型正向开发,投入市场时间未知保时捷保时捷MISSIONE已进行前装车型正向开发,投入市场时间未知奥迪奥迪A8,Q7etron已进行前装车型正向开发,投入市场时间未知日产leaf已进行前装车型正向开发,投入市场时间未知特斯拉ModleS已进行前装车型正向开发,投入市场时间未知丰田普锐斯已进行前装车型正向开发,投入市场时间未知通用雪佛兰Volt,凯迪拉克ELR已适配,有前装车型正向开发相关报道此外大众、现代、本田、雪铁龙、雷诺等车厂均有相关适配。国际电动汽车无线充电主要企业地区企业名称技术路线美国WiTricityCRWiT美国LearDDQC美国Evatran定制开发瑞士BrusaCRWiT/DD澳大利亚LumenDDQC德国Continental部件开发德国BombardierZmover日本ShindengenCRWiT日本TDKCRWiT韩国YURACRWiT产品定位为电动乘用车零部件,技术成熟度高,前期市场从私人应用铺开!国内车企无线充电应用及规划不同于国外车厂的引导推动,国内车厂多数对无线充电处于适配阶段,但正向开发进度落后于国外,需进一步推动(从政策引导、市场铺设、技术验证等角度)。国外无线充电推动为车厂主导!上汽荣威MAVELX广汽AIONS北汽EU5&ARCFOX一汽E115吉利、比亚迪、长安、东风等车企也正在规划或开发无线充电系统车型。国内电动汽车无线充电主要企业企业名称功率等级中兴新能源3kW、7kW、11kW、30kW,60kW华为7kW、11kW万安亿创3kW、7kW、11kW许继电源7kW、11kW、30kW,60kW中惠创智3kW、7kW、11kW、30kW有感科技3kW、7kW、11kW、30kW安洁科技7kW、11kW厦门新页科技3kW、7kW、30kW威迈斯7kW中国一直致力于无线充电技术研究的主要有以下机构:中国电科院、中科院电工所、清华大学、重庆大学、东南大学、哈尔滨大学、天津工大等国内无线充电设备厂商整体进度落后于国外,但应用技术较为成熟,现有产品可支撑前期市场开展!移动式无线充电系统示范应用10日本丰桥技术科学大学建设30m移动式无线充电线路,功率5kW。韩国KAIST,建设6条移动式无线充电系统,功率可达100kW。2017年5月,以色列ElectRoad公司开始移动式无线充电技术测试。地点:特拉维夫,长度:半英里(约800米),无线充电间距:24cm。移动式无线充电系统示范应用112017年5月,美国高通发布了一种新型的电动汽车动态充电技术,地点:巴黎,长度:100米,功率:20kW。2019年2月13日,迪拜道路交通运输管理局(RTA)利用形磁共振技术(ShapedMagneticFieldinResonance,SMFIR)成功对运行中的电动汽车和公交车进行了动态无线充电测试。2019年11月,日本零部件企业NSK研发出了可直接从布置充电线圈的道路上获取电力的“第三代行驶中无线充电的轮毂电机(IWM)”技术,并成功进行了实车验证。2020年3月,ElectReon已完成了对瑞典哥得兰岛上40吨长的电动卡车的动态无线充电测试,长度:50米,最大传输功率:125kW。移动式无线充电系统示范应用2015年12月,广西电科院建成一条电动汽车移动式无线充电路段,线路长度为50m(直线),配有总功率为30kW的电源一组。无线充电弯道路段无线充电导轨结构无线充电上坡路段车辆改造静止式无线充电车位27m5.2m3.4m直道110m44m2018年8月,中国电科院在张北基地建成了一条百米级的电动汽车移动式无线充电试验路段,20kW。2020年6月,完成了二期改造,长度增加40m,功率提升到40kW。2018年10月,江苏同里建成集光伏发电、无线充电和自动驾驶的“三合一”电子公路。⚫技术:技术研究已度过理论瓶颈问题,目前亟需解决的是面向商用的技术路线问题;⚫趋势:在大力发展新能源汽车的背景,且自动驾驶/泊车技术接近应用的大趋势下,无线充电技术市场竞争力将逐渐凸显;⚫车厂:国内外大多主流车厂均有相关的无线充电前装车型规划;⚫设备厂商:国内外诸多设备厂商已完成前期无线充电小规模应用的适配,均有相对稳定的产品,亟需标准可依;⚫标准:国际上IEC、,ISO、SAE三个标准组织均在开展电动汽车无线充电标准化制定,国内国标正在加速。静止式无线充电移动式无线充电⚫技术:移动式无线充电技术还处在发展过程中,目前以示范应用为主。发展趋势分析背景14标准与测试研究现状15IEC&ISO针对电动汽车无线充电领域共计立项标准15项,已发布3项,在编12项。其中系统与设备类标准3项(占20%)、接口类标准12项(占80%),其他暂无。ISOTC22➢ISOPAS19363电驱动道路车辆-磁场无线充电-安全和互操作性要求,正在制定➢ISO15118系列,道路车辆—车辆与电网通信接口,正在制定IECTC69➢IEC61980-1第一部分:通用要求2015年8月已经发布V1.0,V2.0在编➢IEC61980-2第二部分:通信要求IEC61980-3第三部分:磁场无线充电技术要求SAEJ2954➢电动汽车与混合动力汽车无线充电技术与对齐方法发布了TIR文件➢2954-2文件将适用于重型车(20kW以上功率)➢SAEJ2836/6、J2847/6、J2931/6分别对无线充电系统身(原、副边)、系统与车之间的通信进行了规范UL2750安全性要求,该项标准会在SAE和IEC标准完成后再继续研究,且暂时没有发布的计划IEEE已经开始针对移动式无线充电技术进行前期的标准化工作,该项技术的通信要求与静态无线充电技术是不同的无线充电标准体系(国外)16从应用的角度及技术发展趋势,标准体系将服务于以上三类应用场景:➢乘用车静态无线充电产品市场化为可预期的前景,标准化的完善对该应用市场进程必然起到积极推动的作用!也是当前标准体系建设的核心部分,亟需完善。➢商用车静态无线充电技术也相对成熟,可能需要较长的一段时间,完成产业化及商业模式的成熟,同样十分需要标准支撑。➢移动式无线充电产品化是无线充电技术发展的愿景,也存在极大的市场潜力,其意义体现需在普及之后,但其建设及技术涉及面较广,市场化存在较大阻力。。无线充电标准体系(国内)无线充电标准体系(国内)系统分类标准名称状态系统与设备技术要求电动汽车无线充电系统通用要求GB/T38775.1-2020,已发布电动汽车无线充电系统特殊要求GB/T38775.2-2020,已发布设备要求电动汽车无线充电系统地面设备电动汽车无线充电系统车载设备接口通信电动汽车车载设备与充电设备通信协议GB/T38775.3-2020,已发布互操作性电动汽车无线充电系统互操作性要求已立项,分为地面端和车载端测试互操作性测试电动汽车无线充电系统通信一致性测试电动汽车无线充电系统互操作性测试安全性测试电动汽车无线充电电磁暴露限值与测试方法GB/T38775.4-2020,已发布电动汽车无线充电系统电磁兼容性已立项电动汽车无线充电系统地面设备测试规范电动汽车无线充电系统车载设备测试规范施工验收充电站电动汽车无线充电站设计规范电动汽车无线充电站工程施工和竣工验收规范运行维护计量电动汽车无线充电系统电能计量充电站电动汽车无线充电系统运行维护规范乘用车无线充电标准体系:⚫规划16项,已立项7项,发布4项商用车标准:⚫《电动汽车无线充电系统商用车应用特殊要求》2021年报批其他标准:⚫立体停车库无线供电系统技术要求及测试规范》2021年报批乘用车无线充电标准体系18互操作性测试活动➢中国电科院拥有国内领先的互操作性测试平台,满足目前各功率等级产品测试需求,并实现了关键项目的CNAS认证;➢2018年5月至今,共完成11家单位产品功能、性能和安全测试;同时开展了行业的互操作性测试,国内外知名企业中兴、华为、高通、WiTricity等参与其中,为互操作性国标的制定提供了基础数据。无线充电系统性能测试平台CNAS检测认证及报告互操作性测试输出电压320V输出电压450V输出电压390V⚫100%负载不同气隙偏移下的效率:最低89.18%,最高92.77%。A公司地面端-B公司车载端WPT2-Z3100%额定输出功率现场测试互操作性测试A公司地面端-B公司车载端WPT2-Z2输出电压320V输出电压450V输出电压390V⚫100%负载不同气隙偏移下的效率:最低89.26%,最高93.04%。⚫静态无线充电互操作测试结果表明:无线充电互操作可行,处在标准化和推广过程中。100%额定输出功率现场测试互操作性测试⚫100%负载不同气隙偏移下的效率均大于85%,最高92.2%,自测结果比互测结果高0.9%-3.7%;⚫标准和测试已满足行业前期推广条件。A公司自测及A、B公司互测结果对比发展趋势分析背景22标准与测试研究现状前期引入期中期推广期长期量产期解决充电便利性问题高性能、安全性、功能完善性、标准化系统复杂、出货量较少、成本较高主要用于中高端车型解决充电自动化问题互操作性、与自动泊车功能融合技术稳定、出货量增加、成本开始降低主要用于中高端车型及专用场合车辆解决与车融合问题可靠性、耐用性、功能场景完善产品稳定,出货量快速增长,成本较低主要用于具有自动泊车功能的车辆针对的问题研究内容系统特征应用对象无线充电设施处于试点模式,无法实现跨运营商充电,应用场景不明确,技术、规范、商业模式不成熟起步阶段引入期推广期量产期无线充电设施处于大规模推广模式,市场占有率开始提升,设备厂商积极探索应用场景和跨运营商充电,技术、规范、商业模式相对成熟无线充电设施在一线城市普及,逐渐向其它地区渗透,技术、规范、商业模式成熟,开始提升充电智能化、用户体验等产业链打通,无线充电设施大规模生产和落地,基础设施的充电智能化程度高2019-20212022-20252025应用场景电动汽车有线无线一体化充电25有线、无线复用部分PLLAC/DC低频整流子系统6-PWMDC/AC高频逆变子系统4-PWM过流过压保护电流电压检测电流电压检测ADPLL有线部分AC/DC高频整流子系统电流电压检测过流过压保护4-PWM有线充电系统无线充电系统交流信号采样直流信号采样功能IO有线通信无线通信复用功能⚫基于SiC器件的高效高密度功率模块集成设计技术;⚫有线充电和无线充电控制架构的通用化设计;⚫高频逆变模块并联的环流抑制策略。应用场景无线充电系统无人驾驶应用共享汽车应用立体车库应用公交微循环应用前装汽车应用应用于前装汽车、共享汽车和立体停车库场景,提升充电安全性与便捷性;应用于无人驾驶应用场景,满足车辆自动充电需求,实现车辆自动化应用的闭环;应用于公交微循环场景,利用车辆进出站台和上下客时间补充电能,实现循环的电能补给。应用场景城市轨道交通港口岸电⚫实现港口岸电、地铁、动车等大功率用电设备的安全、可靠电源接入。特别是一些特殊地段,更是需要无线供电技术应用。由于功率巨大,此项技术尚处在探索研发阶段。谢谢!Thankyou!

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