青企故事荟 | “无线快充”赋能工业“无人之境”

经营者说

青岛鲁渝能源科技有限公司创始人兼总经理李聃:

无线充电的应用一定会日益普及

技术服务于市场和应用场景,哪里有市场、哪里有应用场景,我们就往哪里深耕。消费电子也好,工业设备也好,这些应用场景对于无线充电技术有不同的要求,但只要技术能得到大规模推广和应用,它的发展前景一定会越来越好。从长期趋势来讲,无人化、机械化是不可逆的,尤其是在一些比较恶劣的环境中,无线充电的应用一定会日益普及。

黑灯工厂里,智能搬运机器人载着物料无声穿行。电量临近红线,它不慌不忙拐向角落里的充电位,停靠、对接、补能,一气呵成。无人值守的工厂,就这样在黑暗中有条不紊地运转着。

这一场景的背后,离不开一家青岛本土科创企业——青岛鲁渝能源科技有限公司(以下简称鲁渝能源)的努力。十年间,鲁渝能源的无线充电产品已搭载于数百家机器人企业的设备之上,在煤矿井下、石油化工厂区、港口码头等一个个“无人之境”默默运转,成为工业自动化浪潮中不可见的“能量血管”。

鲁渝能源无线充电设备应用于AGV场景。

一场瞄准“刚需”的赛道切换

无线充电早已不是新鲜概念。但如何让这项技术真正服务于工业场景,让机器人在无人值守的环境下自主完成能量补给——这背后,是对技术路线的重新选择。

2014年,鲁渝能源创立,消费电子正是彼时最热闹的赛道之一。“哪里有适配的场景、需求,我们就往哪里扎根。最初布局消费电子,也是顺应起步阶段的市场机会。”鲁渝能源创始人兼总经理李聃直言。但由于消费电子无线充电功率普遍仅5瓦、10瓦,技术门槛不高,市场竞争激烈。

2015年前后,团队在与一家自动化设备厂商的接洽中,了解到工业场景下AGV(自动导引车)充电的真实困境——传统接触式充电在粉尘油污环境中极易接触不良,且大电流通断时容易擦出火花,既影响生产效率,也易埋下安全隐患。基于这一困境,鲁渝能源决定将战略重心从消费品全面转向工业级无线充电赛道。

方向定了,技术挑战才刚刚开始。工业场景对无线充电的要求远非消费电子可比。消费电子采用简易的电磁感应方案,发射端与接收端必须紧密贴合才能工作;而工业场景中,机器人的停车位置、负载状态随时在变,任何波动都可能破坏充电的稳定性,并且其充电功率也远远大于消费电子产品。“要实现大功率、高偏移容忍度的充电,必须选择谐振技术路线。”李聃解释。

经过三年攻关,鲁渝能源成功攻克高精度无线充电系统控制算法设计、大功率变换器设计等技术难关,开发出行业领先的磁耦合谐振控制系统,实现了千瓦级工业设备无线充电传输效率高达93%。今年3月,鲁渝能源还推出6000W-48V-100A集成式无线充电器,将充电电流提升至100安培,这标志着工业无线充电从“能充”迈入“快充”阶段。目前,企业已取得无线充电技术领域专利100余项,其中发明专利45项,系统效率达90%至95%。

为恶劣环境打造“安全屏障”

工业场景的复杂性,远不止“功率大、要求高”这么简单。煤矿井下的易燃易爆气体、港口户外的潮湿风雨、水下机器人的深海作业……每一种环境,都对无线充电设备提出了不同的要求。

传统接触式充电依靠金属电极对接,在粉尘、潮湿环境下电极极易腐蚀磨损。而且在接触瞬间存在拉弧、打火等现象,很难用于爆炸性气体或粉尘环境。“而无线充电依靠电磁场耦合实现能量传输,无裸露触点,完美适配无人值守、工况恶劣的工业场景。”李聃说。

防爆,是鲁渝能源攻下的第一个特种场景。传统的隔爆处理方式是将电子部件封装在隔爆箱内,但有线充电过程需要频繁人为地接触和断开,无法采用隔爆方式解决。无线充电从根本上破除了这一矛盾——无需插拔、无需接触、无裸露电极,充电瞬间的火花隐患就此消失。鲁渝能源的防爆无线充电产品已通过国家权威机构的Ex防爆认证,完全适用于煤矿、非煤矿山等有防爆要求的危险区域。

防水系列则瞄准户外及高湿环境。鲁渝能源6000瓦产品的发射器达到IP65防护等级,完全防尘且能抵御任意方向的喷水;接收器则达到IP67,可在水下1米深处短时正常工作而不受影响。而水下充电技术则面向无人潜航器等水下设备,目前仍处于科研攻关阶段。“我们的设备没有电极,耐候性特别好,可以经受各种气候的考验。”李聃说。

需求的多元性倒逼着产品形态的不断进化。随着移动机器人持续向轻薄化发展,不少底盘厚度已不足20厘米,笨重的充电模块根本无法安装。针对无人机赛道对轻量化的极致追求,团队耗时两年研发出异形磁耦合线圈,使得耦合器在相同功率下重量减轻约50%。

“相同功率下,第一代产品体积是现在的四倍。以一千瓦设备为例,初代规格300毫米×300毫米,第二代缩小至160毫米×140毫米,整体体积降低了60%。”李聃介绍。如今,鲁渝能源产品功率覆盖数百瓦至六千瓦,可覆盖市面上七八成移动机器人的应用需求。

期待更多产业打开发展“窗口”

在鲁渝能源40多人的团队中,研发人员就占了四分之三。公司每年研发投入超千万元,持续超前布局前沿技术。高比例的研发投入,是这个技术驱动型行业的常态。“我们这个行业必须超前投入,不能等市场起来了再研发,那就来不及了。”李聃说。

如今,鲁渝能源的客户已超过300家,国内移动机器人相关企业大部分都与鲁渝能源有合作关系,海康威视、新松等知名企业均在客户名单之列。今年,鲁渝能源还与宇树科技达成合作,为其机器狗提供无线充电方案。

谈及未来三至五年的重点方向,李聃目标清晰:“无人驾驶车辆、无人机、四足机器人等无人设备不断发展,无线充电需求会持续提升,也是我们重点布局的方向。”针对不同行业的应用,鲁渝能源也不断推出针对性的解决方案,在每一个细分场景中寻找技术的最佳落点。

鲁渝能源同样在关注新能源汽车无线充电领域。“通过无线充电站点的战略部署,可实现车辆在行进或短暂停留期间的自动充电。”但李聃也坦言通用化、标准化、产业生态等问题尚需时日来解决。

“技术本身没有好坏,关键看是否适合产业。”李聃说。(青岛日报/观海新闻记者  王奕宁)

责任编辑:孙飞

分享到 分享