前言
2023(秋季)亞洲充電展于8月23-25日在深圳福田會展中心3號館舉辦,同期舉辦2023(秋季)亞洲無線充電大會,匯聚了眾多國內外無線充電產業鏈的專家、學者、企業代表等無線電技術領域的大咖與數百家知名企業參展,此次展會以推動無線充行業的交流與發展,打造一個技術交流的平臺為目的,互相交流無線充技術和無線充技術未來的發展趨勢,為大家分享最新無線充技術領域的技術和干貨,其中楚山(深圳)新能源科技有限公司(簡稱:楚山新能源)帶來了《中高功率無線充電技術及其應用?》為主題的演講,介紹了中高功率的行業應用,包括礦井和無人機庫等工業場景,以及廚房電器和電動汽車等家用場景。

擔任本次演講的是楚山(深圳)新能源科技有限公司的創始人兼CEO郝鵬博士。
郝鵬博士于2011年獲得澳大利亞墨爾本大學工學博士學位,在電氣電子工程及無線電能傳輸等領域有超過20年的技術和產品研發經驗。曾先后在中船重工集團上海船舶設備研究所、澳大利亞國家信息與通信研究中心和江蘇科技大學工作。此外,曾受邀在哈佛大學、劍橋大學和清華大學等做主題報告,并被澳大利亞墨爾本皇家理工大學授予榮譽主要研究員稱號。先后獲得“江蘇省雙創人才”等近十項省市級人才類稱號。持有各類專利約60項。此外,郝鵬博士本人也是國際無線充電聯盟WPC無線充電聯盟HI生態全球聯席主席,兼工業無線充電國際標準主席,主導中高功率無線充電國際標準制定。

目前,從技術角度而言,中功率的范圍為100W~1kW,高功率的范圍為1kW~22kW。此外,SAE將22kW視為當前電動車無線充電的上限,所以我們也把22kW及以上界定為超大功率。

中高功率和低功率的技術路線可分為磁感應和磁共振。首先中高功率和低功率的頻段不一樣,頻段的不同類似于高速公路、國道、省道,也是區別無線充電技術路線的根本,例如WPC制定的標準主要在kHz范圍。目前,WPC的Qi功率上限是15W,傳輸距離僅8m,Hi功率上限是3kW,傳輸距離為2cm~5cm,而SAE的J2954功率則規定在3.3kW、6.6kW、11kW、22kW共4個檔,傳輸距離為15cm~25cm,應用于電動車的無線充電領域。

目前,SAE和WPC是廣泛應用的兩個國際標準,電動車領域的無線充標準由SAE制定的,WPC制定的是智能移動設備、可穿戴設備等小型無線充應用的Qi標準,以及針對廚房電器、無人機、各類機器人等家用和工業應用的Hi標準。

圖表中,紅框部分的3個領域都是使用Hi標準的,只有第一個是使用Qi標準,所以Hi標準會比Qi標準的應用范圍與功率都會更大一些,劃分好每個范圍的功率,廠商可以更快速、便捷的研發相關產品。

汽車工程師協會SAE在2022年12月16日發布了最新的電動車無線充標準。

中高功率無線充電的降本增效,降本主要是降運維成本,但要保證安全性、便捷性、通用性,中高功率主要針對無人場景實現即停即充,比如下雨、雪,起鹽霧、沙塵的環境。互操作性類似跨品牌或者跨產品充電。

安全性案例,礦井下的智能巡檢機器,適用于各種復雜的煤礦井下環境,例如空氣中彌漫的灰塵與瓦斯氣體,為了給煤礦降溫還需要不間斷噴水等,因此他需要使用無線充電來解決機器人充電問題,圖中機器人前端白色小盒子就是400W防爆無線充解決方案產品,已量產多年。

服務領域拓展到巡檢機器人方向,為此開發了200~400W無人機無線充的解決方案,該方案的線圈小、效率高,方案的開發難度較大。我們從2017年年底與華為合作,為華為提供5G基站的巡檢無人機的無線充解決方案。如果采用金屬觸點充電和換電池的方式,會受天氣或環境影響,并大大增加運維成本。而使用無線充不僅安全可靠,還可以有效降低巡檢成本。

WPC無線充電聯盟的Ki無線廚房標準,使得廚房電器可以不再使用電線,而是通過臺面和桌面下的發射器提供電力,發射器隱藏在臺面下,或安裝在電磁爐內;電器可以方便快速地收納起來,僅在需要時取出,令臺面保持整潔清爽。給廚房提供了前所未有的便捷性,重新定義了廚房空間。發射器具備異物檢測功能,一旦在發射器范圍內檢測到無線電器以外的物體,無論是一串鑰匙、一只手機、一塊切菜板還是一張信用卡,它都會立即停止電力傳輸,防止物品損壞或被加熱。Ki無線廚房省去了電線的煩惱,可以將不用的電器輕松收納起來,擺脫了亂糟糟的線路,廚房更加整潔美觀。
無線充在電動車領域的應用,可以在進行汽車充電時候不需要插拔充電槍和拖拽電源線,明顯提升充電的便利性,在充電時還可以減少觸電風險。

WPC的HI生態架構及標準建設,Ki、LEV、Industry標準都在努力籌備中,其中Ki標準將于今年年底或明年發布。

WPC的HI生態架構及標準建設,Hi常規會員在標準小組提出提案然后標準小組對提案進行投票表決,通過的的提案將提交至Hi標準工作組,并進行再次投票,通過的提案由編委會編輯成標準草案,并再分別依次通過其標準小組和Hi工作組的投票表決,理事會將最終將投票表決通過該標準草案。如果要參與提案提出,需要先成為WPC的常規會員(Regular Member)。

標準建設,廠商在研發產品的時候需要一定的技術,但產品的研發也需要有相關標準。比如及時了解到行業的發展方向,可以提前開發出相關的產品,減少研發成本和研發周期。做技術領域游戲規則制定者,少做跟隨者,不做蒙眼造車的人,期待更多國內企業抱團參加包括WPC在內的國內外無線充標準。

楚山(深圳)新能源科技有限公司的《中高功率無線充電技術及其應用 》演講結束,想了解更多相關資訊的可以蒞臨公司指導或通過上方的聯系方式進行聯系。
充電頭網總結
楚山新能源的結尾用了“無線·無限”結尾,意味著無線有著無限的可能。從1891年尼古拉·特斯拉在成功試驗了把電力以無線能量傳輸的形式送到了目標用電器之后,無線傳輸已發展一百多年,在遇到電子產品后,無線充電開始重新登上能源傳輸的舞臺,進入人們日常生活中,并逐步從消費領域擴展到工業、機器人、汽車、無人機等領域中。為了使無線充產品有一個標準,2008年,WPC應運而生,并發布了Qi標準和Hi標準,以及籌備中的Ki標準、LEV標準、Industry標準,功率也在不斷提升。
楚山新能源的中高功率應用案例說明未來會有越來越多其他領域的產品應用到無線充電,需要更多標準來規范相關廠商生產出來的產品。作為中高功率無線充電的行業引領者,參加和主導相關標準的制定是楚山新能源義不容辭的工作。標準可以高屋建瓴得對無線充電及其相關行業提出規范,其影響力是不言而喻的。通過標準的制定工作,公司不僅可以在技術層面與各相關方學習交流,也可以在業務層面展開探討與合作。標準的出臺,將極大推進無線充電技術在相關行業的落地和推廣,并帶來巨大的經濟利益和社會價值。
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