文 懂車帝原創(chuàng) 孫一超

[懂車帝原創(chuàng) 產(chǎn)品] 隨著無線充電技術(shù)的發(fā)展，手機、耳機、牙刷等電子設(shè)備都開始配備無線充電功能，這讓我們逐漸擺脫不同型號的充電器和充電線的糾纏，享受便捷的充電體驗。雖然汽車的無線充電技術(shù)不再是什么新奇的事物，但真正商用的實例卻并不多，它真的香不起來了嗎？又是什么制約了它的普及？

技術(shù)原理

無線充電技術(shù)本質(zhì)上是電能的無線傳輸。早在一個多世紀前，特斯拉就做到了隔空點亮點燈，其中用到的就是電磁感應原理，通過發(fā)射線圈的交流電根據(jù)安培定律產(chǎn)生震蕩磁場，磁場再通過接收線圈又在法拉第感應定律下產(chǎn)生交流電，進而達到電能無線傳輸?shù)哪康?。但在應用中，這種電磁感應式充電技術(shù)的發(fā)射線圈和接收線圈對相對位置的要求比較高，位置的偏移和高低都會對充電效率產(chǎn)生巨大影響，并且只能實現(xiàn)一對一的充電功能。

2007年，麻省理工大學的教授Marin Soljacic及其研究小組把電磁共振運用到電能的無線傳輸上，在發(fā)射線圈和接收線圈具有相同的共振頻率的情況下，實現(xiàn)了無線電能傳輸。相比磁場感應技術(shù)，磁場共振的優(yōu)勢在于能在更大的范圍內(nèi)實現(xiàn)有效的能量傳遞，對于兩個線圈的位置要求相對低一些，而且支持多個設(shè)備同時充電，這也為動態(tài)充電提供了可能，即在道路內(nèi)鋪設(shè)發(fā)射線圈，車輛可以邊開邊充電。但這種充電方式效率較低，距離越遠，傳輸功率越大，損耗也就越大，更重要的是必須對使用的頻段進行保護免受外界因素干擾。

應用場景

從行業(yè)發(fā)展規(guī)律來看，電池技術(shù)經(jīng)歷了從消費電子產(chǎn)品到電動汽車的應用場景拓展，無線充電技術(shù)的應用也將經(jīng)歷一個類似的過程。相較于手機無線充電主要用于補電的場景，汽車無線充電主要定位用于自動能量補給，所以它跟自動駕駛、車聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的應用在融合度上較高，使用的便利性上也依賴于自動駕駛和車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

結(jié)合無線充電停車場、無線充電公路，車輛可借助無線充電技術(shù)，實現(xiàn)不需要人介入的能量補給，乃至邊走邊充的動態(tài)充電，方便自動駕駛的實現(xiàn)。而自動泊車、自動駕駛等功能，則可以解決無線充電使用時發(fā)射端與接收端對齊的問題。哪怕只是日常家用，由于充電設(shè)施與汽車之間以磁場傳送能量，沒有電線連接的充電器及用電裝置都可以做到無導電接點外露，這相比于傳統(tǒng)充電樁，在用電安全性方面有著顯著的提高。

應用實例

作為最早涉足車輛無線充電且成績斐然的高通，在2013年法蘭克福車展前夕，就宣布與Formular E控股公司達成合作，將旗下的Halo無線充電技術(shù)應用于Formula E電動方程式賽車上。而到了2019年2月，能在傳輸效率上做到94%的無線充電行企業(yè)WiTricity，并購了高通旗下的Halo平臺，獲得了高通手上1500項相關(guān)專利、所有的客戶和授權(quán)，實現(xiàn)了強強聯(lián)合，這將重塑電動汽車無線充電技術(shù)的市場格局。

在公共交通方面，龐巴迪公司開發(fā)的primove磁感應耦合式無接觸供電系統(tǒng)，可以對電動車輛進行靜態(tài)充電或動態(tài)充電，其獨特的線圈設(shè)計能實現(xiàn)磁場定向傳輸，使車內(nèi)幾乎檢測不到磁場，車外電磁場強度也只有國際標準ICNIRP2010的四分之一。目前primove系統(tǒng)已在德國的曼海姆、柏林、奧格斯堡，以及比利時的布魯日、隆梅爾等城市進行商業(yè)化運作，與青島中德生態(tài)園合作的亞洲首條無線快充公交示范線也在推進過程中。

而在主機廠方面，寶馬的應用經(jīng)驗最多，寶馬530e插電混動車型在德國和美國都進行了無線充電的試點，其搭載的3.2千瓦無線充電系統(tǒng)，能量轉(zhuǎn)化效率可達85%，并能適應縱向7厘米、橫向14厘米的位置偏差。

國內(nèi)的無線充電技術(shù)也取得了巨大的進步，早在2012年6月，中興新能源就研制出了無線充電技術(shù)樣機，并在2014年將該技術(shù)應用到城市公交大巴上，于2015年7月及2016年12月完成了乘用車分體式及一體式無線充電系統(tǒng)設(shè)計，經(jīng)過3代產(chǎn)品的迭代，在無線充電效率（可達到90%以上）以及無線充電距離方面（200毫米）較為領(lǐng)先。同時中興也是國內(nèi)電動汽車無線充電技術(shù)標準的制定者之一。

普及難點

雖然已經(jīng)有了很多的應用實例，但在效率、標準、經(jīng)濟等各個角度上，汽車無線充電離普及還有一段很長的路要走。

從充電功率上看，目前少數(shù)乘用車無線充電系統(tǒng)方案的輸出功率超過了20千瓦，大部分方案的功率只有3-10千瓦，僅僅相當于現(xiàn)階段交流慢充樁的充電功率水平，遠不及目前800伏高壓系統(tǒng)能達到的350千瓦充電功率的水平。同時，無線充電過程涉及交流變直流、直流變高頻交流、線圈耦合、整流這一系列變電過程，充電的傳輸效率基本在80%-90%，相較有線充電95%以上的充電效率還是相去甚遠。至少目前來看，無線充電都是更低效且低能的充電方式。

從行業(yè)標準制定的角度來看，一項新的技術(shù)需要普及，標準必須要先統(tǒng)一。無線充電標準涉及到充電頻率、電磁環(huán)境等諸多問題，而且目前累積的案例還比較少，標準尚難形成。從目前的發(fā)展規(guī)劃來看，無線充電互聯(lián)互通的標準今年才會頒布，無線充電設(shè)施標準則要等到至少2022年。

從安全的角度上看，無線充電技術(shù)作為一種以電磁波傳遞能量的手段，總會有一定的電磁輻射，在充電時輻射量的大小以及是否會對人體產(chǎn)生傷害，不僅需要技術(shù)上的驗證，也需要用戶心理上的建設(shè)，否則會對無線充電產(chǎn)生一定的排斥。而即使解決了技術(shù)和標準的問題，無線充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入問題又是一個巨大的挑戰(zhàn)。要建設(shè)一個無線充電停車場并不難，難的是無線充電設(shè)施作為一種公共設(shè)施的普及，更不用提無線充電公路這種規(guī)模的投資和建設(shè)了。在無線充電不夠普及的時段里，也會很大程度的局限無線充電技術(shù)的應用場景。

總結(jié)

至少從目前來說，汽車無線充電技術(shù)并不會成為有線充電技術(shù)的替代者，當下乃至未來幾年的充電網(wǎng)絡(luò)布局還將以有線充電為主。汽車無線充電技術(shù)的普及，不僅僅要依賴技術(shù)的進步，還需要汽車自動駕駛等應用場景的革新，來放大無線較之有線的便利性。