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Número de patente de tecnología de equilibrio electromagnético trifásico

Hace un tiempo, el país emitió una serie de normas nacionales sobre "carga inalámbrica de vehículos eléctricos".

La Administración Nacional de Normalización emitió el anuncio: Sistema de carga inalámbrico para vehículos eléctricos Parte 1: Requisitos generales (GB/T 38775.1), Sistema de carga inalámbrico para vehículos eléctricos Parte 2: Cargador de vehículos y equipo de carga Protocolo de comunicación entre vehículos eléctricos vehículos (GB/T 38775.2), Sistema de carga inalámbrico para vehículos eléctricos Parte 3: Requisitos especiales (GB/T 38775.3) y Sistema de carga inalámbrico para vehículos eléctricos Parte 4: Límites del entorno electromagnético y métodos de prueba (GB/T 38775.4)*Electricidad

Estándar de planificación de sistemas estándar 18, que especifica requisitos técnicos, requisitos de rendimiento, requisitos funcionales, requisitos de seguridad, protocolos de comunicación, requisitos de prueba y métodos de prueba, requisitos de interoperabilidad y métodos de prueba, aceptación de la construcción, operación y mantenimiento, etc. Aplicaciones de los sistemas de carga inalámbricos para vehículos eléctricos en el sector público y privado. Esta vez se han publicado cuatro normas nacionales y se están compilando cuatro normas nacionales.

La carga inalámbrica no es nada nuevo en la era actual.

Especialmente si estás usando tu teléfono móvil, es posible que lo acabes de coger de la plataforma de carga inalámbrica. Pero para los vehículos eléctricos, la tecnología de carga inalámbrica siempre ha estado en la etapa de "sólo escuchar el sonido, no ver a la persona". Aunque muchas empresas de automóviles han demostrado funciones de carga inalámbrica en automóviles reales en los últimos años, no se han instalado en automóviles producidos en masa, y mucho menos se han popularizado.

En teoría, la tecnología de carga inalámbrica de los vehículos eléctricos no solo puede mejorar en gran medida la experiencia del usuario en el automóvil, sino también allanar el camino para el paso final de la conducción sin conductor en futuros escenarios de conducción autónoma. Una razón importante del retraso en el ingreso al mercado es que los países no lograron formular estándares unificados para esta tecnología lo antes posible, lo que resultó en una serie de "reacciones en cadena" que dificultaron su escalamiento y comercialización. Sólo después de que se determinen las normas pertinentes la industria podrá desarrollarse rápidamente.

Lo interesante es que en el estándar nacional publicado esta vez, además de la participación de los líderes del Consejo de Electricidad de China y del Consejo de Electricidad de China, así como la participación de dos departamentos gubernamentales, el Instituto de Investigación de Energía Eléctrica y el Instituto de Investigación Automotriz de China. Sólo hay una empresa extranjera que establece el estándar nacional: Witricity Company. De hecho, WiTricity también participa en el desarrollo de estándares de carga inalámbrica para vehículos eléctricos en Norteamérica (SAE J2954) y Europa (ISO 19363 e IEC 61980).

¿Cuál es el origen de esta empresa? Esto tiene que comenzar con la propia tecnología de carga inalámbrica.

La carga inalámbrica se originó a partir de la inducción electromagnética de Michael Faraday y fue inventada por Nicholas Tesla. Realmente no se puso en uso hasta hace casi 10 años. Actualmente existen tres métodos principales: inducción electromagnética, vibración electromagnética y ondas de radio. Sin embargo, dado que el método de las ondas de radio convierte las ondas electromagnéticas en energía eléctrica, el equilibrio entre potencia y seguridad es difícil y rara vez se utiliza en la actualidad, por lo que no lo haré. mencionarlo aquí.

(La visión global de carga inalámbrica de Nicholas Tesla)

La inducción electromagnética, entendida simplemente como el principio del transformador, transmite energía eléctrica a la bobina primaria, haciendo que la bobina secundaria se acople e induzca corriente. , consiguiendo así una transmisión "inalámbrica" ​​de energía de un extremo al otro.

(Diagrama esquemático del cargador inalámbrico de teléfono móvil, imagen/proyecto real)

El principio y los requisitos de hardware de este método son relativamente simples y los estándares relevantes se formularon anteriormente. Por ejemplo, el conocido estándar de carga inalámbrica Qi fue desarrollado por el WPC (Wireless Power Consortium). Por lo tanto, esta tecnología de carga ha logrado una producción a gran escala, su costo de producción es bajo, ha sido probada en el mercado y es relativamente popular.

La desventaja es que, debido a las limitaciones del propio principio técnico, la distancia de transmisión es demasiado corta. A medida que aumenta la distancia, aumentará la pérdida de carga inalámbrica y disminuirá la eficiencia. Por eso, cuando el teléfono está un poco lejos de la plataforma de carga inalámbrica, no se puede cargar.

Electromagnético* *El modo de vibración se entiende simplemente como la "versión mejorada" del modo de inducción electromagnética. Básicamente, utiliza tecnología de vibración electromagnética para mejorar la eficiencia de transmisión de la inducción electromagnética en condiciones de acoplamiento flojo, garantizando así la eficiencia y logrando una transmisión a larga distancia (la distancia y el área de carga son más de 10 veces mayores que las de la inducción electromagnética).

(En 2007, ¿la tecnología de carga inalámbrica por vibración electromagnética demostrada por la profesora del MIT Malin Solja? ¿Mi? equipo)

En 2007, ¿la profesora del MIT Malin Solja? ¿I? El equipo escribió un artículo que demuestra la tecnología de carga inalámbrica mediante vibración electromagnética. Con dos bobinas de cobre de 5 vueltas como dos extremos, encendiendo una bombilla de 60W a una distancia de dos metros, la eficiencia es de aproximadamente el 45%. Posteriormente, el equipo de investigación creó una empresa privada, WiTricity, utilizando el nombre del proyecto y solicitó las patentes pertinentes para esta tecnología.

En comparación con el tipo de inducción electromagnética, las características del tipo de vibración electromagnética son obviamente más acordes con los requisitos de la carga inalámbrica de vehículos eléctricos. Por eso, poco después del anuncio de la feria tecnológica, WiTricity recibió una rama de olivo de Audi, BMW, Chrysler, Jaguar, Nissan y Toyota, y expresó su voluntad de cooperar con ellos.

Sin embargo, tras recibir apoyo económico, el desarrollo de la tecnología de carga inalámbrica para vehículos eléctricos no ha ido como se esperaba. Son muy pocos los modelos que realmente se han lanzado. Por ejemplo, el 530e iPerformance presentado por BMW en 2018 puede transmitir energía de forma inalámbrica con una potencia de 3,2 kW.

Durante este período, el competidor Qualcomm adquirió Halo Wireless Charging Company y desarrolló vigorosamente la tecnología de carga inalámbrica por vibración electromagnética. También se anunció que el Mercedes-Benz S550e 2018 estará equipado con tecnología de carga inalámbrica. Pero después de años de desarrollo, es posible que Qualcomm haya considerado que el mercado de la electrónica de consumo era más importante, por lo que vendió su división de carga inalámbrica de vehículos eléctricos y todas las patentes de tecnología a WiTricity en 2019.

Desde entonces, WiTricity ha obtenido una gran cantidad de patentes para la carga inalámbrica de vehículos eléctricos y ha utilizado esta ventaja para promover la formulación de estándares relevantes en varias regiones.

De hecho, hay muchas empresas que se centran en la tecnología de carga inalámbrica para vehículos eléctricos, pero al final, o se volvieron experimentales o, tras una investigación de mercado, descubrieron que esta tecnología parecía no tener perspectivas, y finalmente se rindió y recurrió a la carga inalámbrica en el campo de la tecnología de electrónica de consumo. La mayoría de las principales empresas automotrices que ingresaron al mercado temprano en la mañana mantuvieron al final una actitud tibia.

(La tecnología de carga simultánea de múltiples dispositivos con vibración electromagnética demostrada por WattUp puede cargar dispositivos dentro de un cierto rango sin tocar la fuente de alimentación de carga).

La carga inalámbrica parece que solo resuelve el " problema "perezoso" en la superficie, eliminando el proceso de recoger la pistola de carga e insertarla en el puerto de carga; pero, de hecho, el problema resuelto por la carga inalámbrica no se limita a la segunda vez. A través de la carga inalámbrica, las especificaciones e interfaces de carga se pueden unificar completamente, lo que ahorra espacio en comparación con los diseños de carga por cable, puede resolver muchos problemas de seguridad de las pilas de carga y puede proporcionar operaciones completamente no tripuladas para servicios de viajes de conducción autónoma.

(Robot de carga probado por Tesla)

Por supuesto, en términos de potencia, el producto prototipo más alto es de 22 kW, que es mucho más lento que una sobrecarga de 100 kW. Pero esto no impide la comodidad práctica en muchos escenarios, como al aparcar el vehículo en un aparcamiento o en el garaje de casa. De hecho, el efecto de la carga inalámbrica puede mantener el vehículo cargado sin preocuparse por la "carga".

Pero dicho esto, muchos "pioneros" al final se dieron por vencidos, no porque no conocieran estas ventajas, sino porque no es tan fácil lograr todo esto de manera relativamente perfecta.

Además de la falta de ventajas en la velocidad de carga, la seguridad de la carga inalámbrica de vehículos eléctricos siempre ha sido una de las razones importantes que obstaculizan la aceptación en el mercado. Aunque la banda de frecuencia de 6,78 MHz utilizada en la tecnología de vibración electromagnética tiene una longitud de onda de unos 30 metros y es inofensiva para el cuerpo humano desde la perspectiva de la demostración científica, la demostración de estos problemas todavía requiere muchos experimentos y tiempo.

Es más, la falta de estandarización anterior impidió que toda la industria alcanzara escala, lo que resultó en que el costo del equipo de hardware fuera mucho más caro que la carga por cable. El resultado es que no es rentable ni para los usuarios individuales ni para las instalaciones públicas, y es difícil promoverlo. De hecho, incluso si nuestro país formula estándares relevantes, llevará mucho tiempo mejorar gradualmente toda la industria para reducir gradualmente los costos y ser verdaderamente aceptado por el mercado.

En otras palabras, para la tecnología de carga inalámbrica de vehículos eléctricos, la situación actual es muy similar a la etapa inicial de Tesla. La inmadurez de las industrias relacionadas inevitablemente significará que la etapa inicial será difícil. Casualmente, la tecnología de carga inalámbrica es muy similar a la experiencia " accidentada " de los vehículos eléctricos. Todas son cosas centenarias, no nuevas tecnologías. Sin embargo, debido a la influencia de diversos factores ambientales, no se ha desarrollado realmente. Sin embargo, una vez que estas tecnologías reciban ayuda, liberarán energía rápidamente y mostrarán un enorme potencial de desarrollo.

Del cambio cuantitativo al cambio cualitativo, la "primavera" de la tecnología de carga de vehículos eléctricos realmente puede estar aquí.