▲矩陣充電核心部件

 ▲簽約儀式現(xiàn)場

電池續(xù)航和充電基礎(chǔ)配套等，是電動汽車長期以來存在的技術(shù)痛點。目前，充電樁技術(shù)多為固定功率設(shè)計，在公共場所使用仍避免不了便捷性、兼容性、使用率等問題。

近日，國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新中心(以下簡稱國創(chuàng)中心)與奧地利科技公司Easelink簽署戰(zhàn)略合作諒解備忘錄。雙方將共同致力于在中國市場推廣矩陣式充電技術(shù)，以破解電動汽車智能化發(fā)展中面臨的充電自動化需求問題。

瞄準充電自動化需求

充電自動化、無線接觸、快速充電等，是近年來科研單位和企業(yè)攻關(guān)的重要技術(shù)方向。

例如，一個額定輸出功率為40千瓦的充電樁，可適配40千瓦汽車的充電需要，卻不能很好地滿足80千瓦汽車的充電需要，充電速度將會變得很慢。而對一輛功率為20千瓦的小型車，這個充電樁的功率又存在浪費。此外，頻繁手工接觸充電樁，也存在一定的安全風(fēng)險。

“隨著電動汽車智能化程度越來越高，尤其是自動駕駛級別的不斷提升，以及用戶對充電便利性要求的日益提高，市場對充電過程的自動化需求是顯而易見的。”國創(chuàng)中心總經(jīng)理原誠寅告訴《中國科學(xué)報》。

因此，無論對于主機廠還是充電設(shè)施供應(yīng)商而言，提前規(guī)劃布局自動充電解決方案，將是未來市場成功的關(guān)鍵因素之一。但當今市場上，尚未推出在任何場景都可以大規(guī)模應(yīng)用的自動充電技術(shù)。

“矩陣式充電的開發(fā)，正是要填補自動充電這一空白。”原誠寅表示，國創(chuàng)中心與奧地利Easelink公司開展合作，也正是基于對電動汽車自動充電前景以及對矩陣式充電技術(shù)的信心。

據(jù)介紹，雙方合作開發(fā)的系統(tǒng)包含兩個核心部件：一是安裝在車身底部的車輛單元，即矩陣式充電連接觸手;一是安裝在停車位的充電板，即矩陣式充電板。

在實際使用中，一旦車輛停在位于停車位的充電板上方時，車輛將自動建立物理連接并開始自動充電。該技術(shù)的智能自動化使得車主在給電動汽車充電時，雙手得以徹底解放，大大提升充電便利性。同時，充電實現(xiàn)自動化，有助于使停車時間成為充電時間，有效地避免使用傳統(tǒng)充電方式時，因不同人群頻繁接觸所帶來的潛在風(fēng)險。

原誠寅表示，與其他自動充電解決方案相比，矩陣式充電擁有諸多優(yōu)勢。例如，可實現(xiàn)更高的充電功率和效率，由于矩陣充電技術(shù)是基于物理連接的傳導(dǎo)式充電，所以可支持高功率充電;通用性強，可輕松安裝在任何停車位表面，或嵌入地面使其平齊于地面，充電板堅固可靠，可承受車輛駛過。

此外，這一矩陣式充電也有較高的安全性。該技術(shù)方案擁有多重安全系統(tǒng)，滿足最高的電氣安全標準，擁有比傳統(tǒng)家用電源插座更高的安全級別。此外，生產(chǎn)成本也將降低。由于矩陣式充電的機械構(gòu)造簡單且不涉及貴重材料，其量產(chǎn)成本遠遠低于同級別的其他自動充電解決方案。

技術(shù)應(yīng)用進展迅速

原誠寅表示，中奧雙方將共同攻克新能源汽車充電領(lǐng)域核心關(guān)鍵技術(shù)，持續(xù)構(gòu)筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)，為新能源汽車智能化和相應(yīng)充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展發(fā)揮重要牽引作用。

Easelink公司首席執(zhí)行官赫爾曼·斯托金表示，矩陣式充電技術(shù)在充電功率和充電效率方面具有優(yōu)越性。公司目前已與寶馬等車型開展合作，例如在2019年，Easelink公司曾推出自動充電解決方案，展示了基于充電墊的充電站的功效。

國創(chuàng)中心作為新能源汽車行業(yè)的國家級技術(shù)創(chuàng)新中心，在推進國際合作、構(gòu)建國際一流的新能源汽車科研成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化平臺方面發(fā)揮著重要作用。

2019年，由國創(chuàng)中心牽頭、整合行業(yè)資源共同研發(fā)L4級自動駕駛新能源汽車，融入了車輛智能、大數(shù)據(jù)、人工智能和自動傳導(dǎo)式充電技術(shù)等核心要素，首次展示了自動傳導(dǎo)式充電“黑科技”，為新能源產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域提供更高效、可靠、安全的充電解決方案。

面對不同功率新能源汽車的需求，廣東的奧特迅公司也在研制矩陣式柔性充電堆技術(shù)，將充電由“樁”變成“堆”，把一個充電站的所有功率都放到一起，滿足各種車輛需求。

據(jù)悉，奧特迅公司的矩陣式柔性充電堆技術(shù)已獲國家專利。基于該技術(shù)的充電設(shè)施投資和配電容量需求只有交流樁的五分之一，有利于新能源汽車的普及。

此外，國產(chǎn)新能源汽車品牌魏派也曾推出XEV概念車。該車的亮點之一也是采用了矩陣式無線充電技術(shù)。

加快協(xié)同發(fā)展

根據(jù)國家發(fā)布的《電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南(2015~2020年)》顯示，到2020年，我國新增集中式充換電站超過1.2萬座，分散式充電樁超過480萬個，以滿足全國500萬輛電動汽車的充電需求。

但是，充電樁技術(shù)落地趕不上電池“升級”速度，是目前充電樁利用率低的一大重要原因。隨著新能源汽車充電倍率快速提升，此前布置的充電樁有相當一部分的充電速度都很慢。“這意味著，今天布下的樁，很可能一兩年后就會被車主棄用。”中國電動汽車百人會首席專家張永偉表示。

而矩陣式充電技術(shù)、無線充電技術(shù)等，都尚處于起步階段，市場化水平較低，相關(guān)標準體系亟待加快編制。

張永偉表示，在落實新能源汽車充電基礎(chǔ)規(guī)劃的過程中，應(yīng)充分考慮到以無線充電、矩陣式充電堆等為代表的新技術(shù)的先進性，對規(guī)劃進行適當調(diào)整，并在專利保護、標準制定方面給予協(xié)助。

此外，不同充電模式也對電池的性能提出了更高的要求。北京大學(xué)教授、北京市動力鋰離子電池工程技術(shù)研究中心主任周恒輝告訴《中國科學(xué)報》：“材料對動力電池的性能具有決定性作用，要加快更高比能量、更高安全性的電池材料的研發(fā)創(chuàng)新，以適應(yīng)電動汽車不斷發(fā)展的需求。”