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专家观点:无线供电技术关键是频率

发布时间:2020-06-12 发布时间:
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  采用无线供电技术为电动汽车(EV)充电的非接触充电技术开发正在推进之中。在开发技术的同时,标准化事宜也被提上了日程。日本汽车技术协会(JSAE)无线供电系统技术部门委员会就在日本推进对EV充电无线供电技术标准化的探讨。

  ――JSAE的无线供电系统技术部门委员会主要开展哪些活动?

  横井:我们的主要目的是在加盟企业之间提供有关技术标准化的话题,让各公司之间实现信息共享。并不直接进行标准化工作。

  组建无线供电系统技术部门委员会是出于这样的想法:“尽管日本在无线供电系统的关键技术实力方面拥有优势,但如果不采用All Japan体制,就会步其他国家的后尘,为将来埋下祸根。因此,需要尽量使相关人士汇聚在一起,交流信息并共商未来解决方案,作为有助于实现国家利益的技术沙龙开展活动。”这是本委员会委员长,东京大学新领域创成科学研究系教授堀洋一成立该组织的宗旨。

  无线供电系统技术部门委员会目前共有30名委员和21名观察员。除了丰田、日产及本田技术研究所等汽车厂商之外,松下、东芝、昭和飞机工业、长野日本无线等设备厂商,以及大学和研究机构等也加盟其中。委员会在每月的例会上提供2~3个话题并整理出问题点,还举办试制系统的参观活动。而且,还与日本汽车研究所(JARI)的非接触充电标准化工作小组建立了合作关系,所以也为成员提供来自JSAE的信息。

  ――目前,有哪些团体在推进EV非接触充电系统的标准化工作?

  横井:首先是海外团体,美国汽车工程师学会(SAE)正在积极推进这方面的工作。SAE的“J2954”分会正在进行有关EV非接触充电方式的讨论,除了欧美厂商之外,日本汽车厂商也参与了讨论。安全标准方面,有美国UL公司的“Subject 2750”项目。

  另外还有国际电工委员会(IEC)电动道路车辆和电动载货车委员会(TC69)的第四工作组正在进行审议的EV非接触充电标准化问题,该工作组与ISO(国际标准化组织)道路车辆技术委员会(TC22)的 电动汽车工作组(SC21)存在合作关系。

  日本方面,JARI中设有非接触充电标准化工作小组,作为上述IEC等在日本的审议机构开展活动。JARI与SAE也有合作关系,双方签订有备忘录,所以双方会逐一报告SAE讨论的内容。

  ――要采用无线供电技术为EV充电的话,需要探讨哪些课题?

  横井:需要探讨的课题很多。比如,如何确保安全,采用什么传输方式,如何应对位置偏移,此外还有供电功率值、EMI/EMC、评估方法等等,不胜枚举。

  其中,关系到上述所有问题的重要因素是“频率”。原因是,使用的频带不同,会对安全、供电功率及EMI/EMC等很多问题带来影响。

  与已经开始应用无线供电技术的便携终端不同,EV非接触充电的供电功率高达1kW~10kW。因此,构建系统的出发点是使用什么频率。

  但是,准备专用频率需要花费大量时间。而且,如果想要确保国际通用的频带,还需要世界无线通信大会(WRC)进行讨论,工作量庞大,更费时间。因此,各标准化团体都是将频率问题搁置一旁,先从容易解决的课题开始讨论的。

  ――目前是否已经有了有望使用的频带?

  横井:直到前一段时间,使用13.56MHz频带的ISM带还是有力方案。但最近,汽车厂商等开始关注更低频带的使用。比如,有传闻称,过去以使用 10MHz左右频带为目标的美国WiTricity公司现在也在寻找145kHz附近的频带,还听说美国高通公司的目标是利用6.78MHz频带。

  虽然使用ISM带比较容易,但对于某些系统来说,或许并不是最佳方案。估计频率的讨论今后将成为一大课题。

  我认为,因为无线供电为近距离供电,使用近区电池场,所以选择频率时首先应根据各国的频率使用情况,在避免对其他无线用户造成不良影响的范围内进行选择,并反复进行实用化评估测试,这样才能早日走向实用化。

  尽管如此,想必大家也都知道,频率的讨论需要花费很长时间。日本也需要对频率问题达成一致。

  JSAE无线供电系统技术部门委员会还与国际宽带论坛(Broadband World Forum,BWF)展开了合作。该论坛正在制定有关无线供电系统利用的指南等,也在讨论频率相关问题。我们今后还有必要与BWF合作讨论EV非接触充电使用的频率。另外,我们还想让更多的日本企业人士认识到这种讨论的重要性。


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