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行业知识

特斯拉5亿元收购Wiferion,无线充电再次吸晴

2023-09-16
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撰文 / 钱亚光
编辑 / 张   南
设计 / 赵昊然


据德国媒体Teslamag7月31日报道,特斯拉完成对德国无线充电公司 Wiferion的收购,收购价格高达7600万美元(约5.43 亿元人民币),该公司网站左下页脚现已显示“Tesla Engineering German GmbH 2023”,确认特斯拉为母公司。


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Wiferion是一家专注于“非接触式充电和能源系统”的公司,为仓储等工业环境中的自动驾驶运输系统提供感应充电解决方案。


被收购后,该公司将充电、电池系统以及无电缆“智能机器人充电”列为产品,并自称“业内自动化、非接触式能源传输的领先提供商”。


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在今年3月的特斯拉投资者日上,特斯拉全球充电基础设施负责人Rebecca Tinucci提出了适用于家庭和工作场所的潜在无线充电解决方案。


6月有美媒报道,特斯拉要收购无线充电公司Wiferion,已经向德国有关部门登记了文件。


特斯拉二季度财报显示,在“业务合并”上花费了7600万美元,有人推测这7600万美元就是用来收购Wiferion。


Wiferion成立于2016年,2018年才正式推出产品上市,主要做ToB业务,凭借着低损耗无线充电,五年里拿下了上百家企业,售出8000多套设备。


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Wiferion产品的能量利用率在93%左右,而且充电设备安全耐造,基本免维护。同时Wiferion还开发了一款数字能源管理系统——etaHUB,该系统可以访问无线充电板和电池的所有数据。


从公开信息来看,其技术更多应用于工业设备和机器人。因此无线充电技术可能会先被应用于特斯拉的造车设备或者人形机器人“擎天柱”上。


能链研究院院长曹增光表示,特斯拉在电动汽车补能、超充桩建设方面比较领先,收购无线充电公司,与其战略比较契合。


上海交通大学教授、上海智能网联汽车技术中心董事长殷承良认为:“无线充电对于特斯拉,我想车是一个方面,既然买了这样的无线充电公司,将来给车提供无线充电的可能性是绝对有的。”


同时他也指出,马斯克既有车,也有储能,还有 Space X,所以对于无线电力传输这样的技术,不要一听到特斯拉,就只想车,在他的其他业务里,其实多多少少都能找到无线充电的用武之地。


就此事,汽车商业评论还咨询了提供直流和交流充电服务的瑞典巨头以及大众作为股东的开迈斯。ABB对汽车商业评论表示,无线充电和直流、交流充电业务不同,集团对待新技术也一直持鼓励态度,这次不方便发表任何企业观点。而开迈斯则对汽车商业评论表示,无线充电业务比较少被提及,暂不发表观点。


虽然Wiferion的无线充电技术可能暂时不用在特斯拉车上,但有其他公司已经在打现有车上是增加无线充电功能的主意。


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7月12日,无线电动汽车充电公司WiTricity宣布推出面向汽车制造商的FastTrack集成计划,可在短短三个月内完成初始车辆集成,从而大大加快汽车制造商在现有和未来电动汽车平台上进行无线充电测试的速度。


无线充电将使用WiTricity Halo™接收器和WiTricity Halo™ 11kW充电器在OEM的电动汽车平台上全面启用和运行。WiTricity的FastTrack集成计划还可以帮助OEM开发经销商安装无线充电选项,以满足市场需求,同时生产计划正在开发中。


2022年2月,该公司推出了特斯拉Model 3的改装系统。在欧洲,该公司正在与ABT e-Line合作,从2024年开始为大众 ID.4提供无线充电套件。


对于给现有汽车后装无线充电功能,殷承良并不看好。他认为,如果这样改装,整车结构、驾驶特性、安全性会发生变化,整车厂可能会将多年质保等售后服务废掉,出了任何事情,整车企业也将不再负责,相关的车辆保险可能也不会管,这种商业模式是行不通的。


如果该公司和车企合作,车企会把它作为一个零部件供应商,且技术上绝对不可能让第三方单独加一个什么,车厂一定要控制管理安全体系,将其完完全全与整车做整合。在他看来,这种做法从理论上是有可能成功的,但实际当中不太可能实现。


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无线充电行不行


汽车无线充电补能,其实已经不是新鲜事,目前技术相对成熟,但商业化规模不大,支持无线充电的车型还比较少,基础设施建设也不多。


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从无线充电原理划分,主要有电磁感应电力传输(Inductively Coupled Power Transfer, ICPT)、磁谐振电力传输(ElectromagneticResonance Power Transfer,ERPT)、微波电力传输(Microwave Power Transfer,MPT)和电场耦合式无线电能传输(Electric-field Coupled Power Transfer,ECPT)。用于汽车领域的多为电磁感应式和磁场共振式。


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电磁感应式无线充电系统通常分为供电和受电两部分。通常将一个受电线圈装置安装在汽车的底盘上,将另一个供电线圈装置安装在地面,当电动汽车驶到供电线圈装置上,受电线圈即可接收到供电线圈的电流,从而对电池进行充电。


磁场共振式无线充电系统主要由电源、发射面板、车载接收面板以及控制器组成,如图所示。当电源发送端电能感应到共振频率相同的汽车接收端时,由共振效应对电池进行充电。


从电动汽车的无线充电方式来看,又分为静态无线充电和动态无线充电。


静态无线充电是在电动汽车停驶过程中对其充电,而动态是在电动汽车行驶过程中对其进行充电。


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动态无线充电技术主要是通过埋于地面下的供电导轨,以高频交变磁场的形式,将电能传输给运行在地面上一定范围内的车辆接收端电能拾取机构,进而给车载储能设备供电,可使电动汽车搭载少量电池组,延长其续航里程。


曹增光告诉汽车商业评论,电动汽车的无线充电技术原理类似手机,主要基于电磁感应原理实现,技术比较成熟,已经存在很多年。相较于插拔充电枪的有线充电方式,无线的优势是比较方便,甚至未来可以建成无线充电道路,边行驶边充电,与自动驾驶的适配性更强,同时避免了接触式充电需考虑统一接口的麻烦。


相较于有线充电,无线充电更安全,因为无线充电都是自动充电,用户不需要手动插拔充电枪,接触带电体的概率大幅度降低,触电风险也随之降低。


另外,无线充电维护和管理方便,在很多偏远地方的充电区域,充电枪头一旦磨损,发热量增加,影响充电的效率甚至停止充电,无线充电就没有这些顾虑。


6月,殷承良在美国参加了IEEE组织一个无线充电相关的国际会议Wireless Power Transfer Conference (WPTC,无线电力传输大会),从中获得了不少无线充电应用的最新信息。


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比如戈壁荒滩上千公里无人区,一站接一站的通信设备上要有电,铺设电缆建一个大电网肯定不行;装一个太阳能光伏板,但是到晚上或阴天,又不大灵光;而用风电补电,或用甲醇重整制氢发电,成本高得吓人。如果用无线传导方式,通过定向无线传输电能,把一些地方的电传过去,可行比较高。


另外,美国太空总署已经在太空站、星链卫星上,尝试通过定向的无线电力传导技术送电,效率做得非常高,但还未投入实际应用。(可参阅汽车商业评论6月12日报道《太空太阳能发电站来了》,链接:https://mp.weixin.qq.com/s/mQW0dZcEpOIcwIOjE3a6rg)


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车上的技术尝试


目前,试点的无线充电车辆已经出现,但尚未大规模推广。大众、宝马、沃尔沃、现代、本田、日产、丰田、通用等国外车企都在研发无线充电技术。


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2014年,宝马与戴姆勒签署合作协议,共同研发电动汽车无线充电技术。2018年7月,宝马推出在美国首次推出具备无线充电功能的量产车型530Le插混汽车,充电功率为3.2kW,系统效率85%,可在3.5小时内完成9.4kWh电池的充电。


2022年,沃尔沃表示,正在测试无线充电技术,为瑞典地区的XC40电动版本最大充电功率可达40kW,充电30分钟可行驶100公里。


同年,现代的高端品牌捷尼赛思在韩国首尔蚕室乐天世界大厦的充电区安装了设备,并为GV60安装了WiTricity无线充电硬件。捷尼赛思表示,这款标称续航450公里的电动汽车在无线模式下可在6小时内充满电。


本田的无线充电技术则采用磁场共振式,当发射端和接收端有着相同的共振频率,就能传递能量。据本田宣称,只要有80%的面积重合,就可以为车辆充电,且支持一对多充电。


在我国,上汽集团、一汽集团以及北汽集团都对无线充电有所布局。


2018年,上汽荣威Marvel X成为世界上第一款搭载无线充电系统的纯电动量产车型。


今年1月,红旗上市的Sedan EV,电池支持30kW无线充电,充电5分钟续航可达350km,电池可换、可升级,百公里电耗为12.9kWh。


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3月,上汽乘用车智己汽车旗下首个11kW大功率整车智能无线充电方案落地,无线充电效率可达到同功率有线充电效率的95%左右,具备协同位置检测功能,售价18999元,车主需另选装车端无线充电模块(6000 元)才能使用。


同月,在广州国际新能源汽车充电桩博览会上,有一款配套无线充电桩装置的北汽EV200车型亮相,其无线充电装置是国内首款基于磁耦合共振技术的6.6kW无线充电桩,传输距离为20cm,平均传输效率达到90%以上。


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路上的基础设施


无线充电道路是汽车无线充电的另一道路径,目前还处于探索阶段,铺设的无线充电公路多用于试验。


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瑞典于2019年开始开展了电气化道路试点项目,该基础设施被描述为世界上第一条永久性电气化高速公路,长20公里,预计将于2025年建成。它可让电动汽车和电动卡车在行驶中充电,在两个充电站的间隔路段中能够行驶更长的距离。


其充电方式之一是感应式无线充电系统,在道路上埋设一条电磁感应线圈,当电动汽车行驶在上面时,车底的电磁感应线圈会与道路上的线圈产生电磁感应,从而将电能传输到车底的电池中,实现充电。预计到2030年,瑞典约90%的公路和城市街道都将覆盖无线充电设施。


2022年9月,日本建筑公司大林组(Obayashi)和汽车零部件供应商日本电装公司(Denso)开始测试为电动汽车提供无线充电动力的路面该技术使用了磁场感应技术,路面下线圈的电力与电动汽车内部的线圈相互作用产生电流。Obayashi的纤维强化混凝土提高了路面的耐久性,使道路下方的线圈可以安装在表面附近,以达到最佳的充电效果。其目标是到2025年拥有实用技术。


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2023年7月15日,据法国《20分钟报》报道,以色列企业Electreon Wireless在法国首都巴黎附近的A10高速公路上铺设了一段2公里长的动态无线充电道路,中间设有一个静态无线充电站。法国计划在2035年完成铺设9000公里的无线充电道路,其终极目标是给法国所有公路都铺设无线充电系统。


2023年5月,工信部发布首部无线充电领域的规范性文件《无线充电(电力传输)设备无线电管理暂行规定》;6月,国务院发布《关于进一步构建高质量充电基础设施体系的指导意见》,都提出要加强智能有序充电、大功率充电、无线充电等新型充电技术研发。


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2023年7月14日,位于吉林长春的中国一汽科技创新基地正式启用,该基地就设计了一条基于5G+自动驾驶的高功率动态无线充电道路系统,目前铺设的无线充电道路全长120米,新能源汽车在该路段行驶时可实现无线充电,可以补充1.3公里的续航里程。


据报道,即将在年底通车的我国首条不限速高速路——杭绍甬高速在道路下面预留了电磁感应磁圈,未来新能源汽车如果配套应用无线充电技术,可以在行驶中进行补能。该高速公路短期目标是通过太阳能发电、路面光伏发电,作为插电式充电桩电量的补充,为电动车提供充电服务;远期目标是实现移动式的无线充电,一边开车一边充电。


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面临的严峻挑战


根据全球市场研究机构Markets and Markets此前发布的报告,全球电动汽车无线充电市场规模将从2020年的1600万美元增至2027年的2.34亿美元,年复合增长率将达46.8%。


然而,汽车无线充电虽然技术趋于成熟,但规模化仍有相当大的挑战。因为大规模铺设无线充电设备的成本高昂,且后期维护成本较高。资料显示,无线充电公路的造价非常高,每公里的造价约合人民币900万元左右。


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据了解,英国公交运营商FirstBus在推进车队电动化的过程中,曾经考虑过采用无线充电技术,但考察之后发现该技术过于昂贵,每个地面充电板供应商报价7万英镑。


新能源车无线充电技术还存在一些技术难点,一是无线充电的充电效率通常比有线充电低,因为电磁感应传输过程中存在能量损失;二是无线充电的充电距离还比较短,一般在几厘米到几十厘米之间;三是无线充电技术还没有统一的充电标准,不同厂家的产品之间可能存在兼容性问题。


曹增光表示,能链智电也一直深耕新能源汽车补能领域,已经推出了自动充电机器人,具备自动寻车、精准停靠、机械臂自动插枪充电、自动驶离、自动归位补能等功能和服务,也在持续探索汽车无线充电等前沿技术。


不过他也指出,目前汽车无线充电还不具备大规模推广的条件,铺设、维护无线充电设备的成本较高,充电功率小,国内最高能到60千瓦/时,与大功率充电桩及换电比,补能效率低一些。而且在兼容性方面,不同品牌、不同车型的充电方式与接收装置区别较大,标准有待统一。


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殷承良表示,车用无线充电,首先是成本高,基础设施除了要通过电缆把电力传输给充电桩,还要在地面上铺设大功率线圈,另外车上也要加装无线充电模块。


其次,充电效率不如有线充电高,充电时还对定位精度有较高要求。


第三,无线充电技术的电磁辐射会对附近电器造成干扰,尤其是对心脏起搏器有影响,可能会影响人体健康,需要着力克服。


他向汽车商业评论强调,对电动汽车的无线充电前景,他不是特别看好,但无线充电不光是给车用,在通讯领域、太空、荒漠,没有大规模电网输送电能,无线电能传导的方式会大有用武之地。


现在,作为几乎统一了北美充电标准的电动汽车龙头,特斯拉收购Wiferion会带来示范效应,让市场更加关注无线充电技术。曹增光表示,未来新能源汽车补能会是充电、换电、自动充电、无线充电等多条技术路线并存的格局,为用户提供多样化的选择。(汽车商业评论记者周洲对此文亦有贡献)