隨著電動(dòng)汽車 (EV) 成為越來(lái)越普遍的交通方式，關(guān)于不同充電選項(xiàng)的討論越來(lái)越多。無(wú)線充電是過(guò)去幾年引起極大興趣的一種選擇。支持者認(rèn)為無(wú)線充電是一種更簡(jiǎn)單、更方便的電動(dòng)汽車充電方式，因?yàn)樗颂幚沓潆婋娎|的麻煩。此外，他們?cè)O(shè)想通過(guò)內(nèi)置在道路上的充電墊為靜止或運(yùn)動(dòng)中的車輛充電。許多公司正在積極測(cè)試無(wú)線充電系統(tǒng)，甚至提供改裝電動(dòng)汽車的套件。但是，無(wú)線充電是電動(dòng)汽車的可行選擇嗎？

電動(dòng)汽車無(wú)線充電概述

無(wú)線充電的原理與手機(jī)、電動(dòng)牙刷等小功率設(shè)備的無(wú)線充電原理相同。充電位置內(nèi)置的初級(jí)線圈在通電時(shí)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。該磁場(chǎng)在連接到被充電設(shè)備電池的次級(jí)線圈中感應(yīng)出電流。當(dāng)初級(jí)線圈和次級(jí)線圈彼此之間的距離最佳時(shí)，無(wú)線充電效果最佳。

無(wú)線充電的類型

無(wú)線充電有兩種類型：

一種類型的無(wú)線充電是基本的磁感應(yīng)。在基本磁感應(yīng)中，初級(jí)線圈中的磁場(chǎng)在次級(jí)線圈中感應(yīng)出電流。這些松散耦合的線圈需要精確對(duì)齊才能達(dá)到可接受的充電效率。

另一種無(wú)線充電方法已被證明是一種更有效的電力傳輸方式，稱為諧振電感耦合。在這種情況下，初級(jí)線圈和次級(jí)線圈都使用以相同頻率諧振的振蕩電路來(lái)創(chuàng)建精確的阻抗匹配。結(jié)果是磁場(chǎng)更窄地限制在兩個(gè)線圈之間的空間內(nèi)，即使對(duì)齊不完美也是如此。諧振電感耦合或磁共振充電不僅效率更高，而且是在 EV 充電所需的更高功率水平下管理磁場(chǎng)的更好方法。

在典型的 EV 無(wú)線充電配置中，初級(jí)線圈位于汽車下方的墊子中并插入交流電源。次級(jí)線圈位于車內(nèi)。停放時(shí)，線圈正確對(duì)齊。

誰(shuí)在開發(fā) EV 無(wú)線充電？

許多公司正在開發(fā)無(wú)線 EV 充電技術(shù)。這些包括：

多家電動(dòng)汽車制造商正在為其汽車開發(fā)無(wú)線充電原型和選項(xiàng)。日產(chǎn)正在為 Leaf 開發(fā)一種無(wú)線充電選項(xiàng)，該選項(xiàng)將使用自動(dòng)停車功能將車輛精確地對(duì)準(zhǔn)其充電墊。寶馬、梅賽德斯和特斯拉也提供無(wú)線充電選項(xiàng)。

WiTricity 是磁共振充電領(lǐng)域的先驅(qū)，提供無(wú)線充電解決方案，充電速率在 3.6kW 到 11kW 之間，效率為 90% 到 93%。他們的系統(tǒng)由地面墊中的初級(jí)線圈和連接到車輛底部的次級(jí)線圈組成。幾家汽車制造商正在與 WiTricity 合作開發(fā)他們的無(wú)線充電選項(xiàng)。

高通公司開發(fā)了一種類似的無(wú)線充電解決方案，稱為 Halo，他們正在開發(fā)可為行駛中的電動(dòng)汽車充電的技術(shù)。高通成功地為在其 100 米測(cè)試跑道上以 112.654 公里/小時(shí)行駛的電動(dòng)汽車充電，初級(jí)線圈內(nèi)置于路面。

當(dāng)前的 EV 無(wú)線充電挑戰(zhàn)是什么？

盡管無(wú)線充電前景廣闊，但無(wú)線充電還沒有為黃金時(shí)段做好準(zhǔn)備。當(dāng)前廣泛采用的障礙包括：

與等效的住宅 EV 充電站相比，無(wú)線充電非常昂貴。

與大規(guī)模無(wú)線充電相關(guān)的磁場(chǎng)的影響和安全性尚不清楚。

今天的解決方案提供非常緩慢的充電。充電速度慢的問(wèn)題在更大的 EV 電池中變得更加不利。

無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)的缺乏可能會(huì)限制無(wú)線充電設(shè)備的便攜性。例如，無(wú)線充電停車位可能只適用于特定類型的汽車。

奧迪 EV 充電和基礎(chǔ)設(shè)施經(jīng)理 Christopher Michelbacher 看到了當(dāng)前以這種方式廣泛采用無(wú)線充電所面臨的挑戰(zhàn)。“該技術(shù)尚未完全成熟，并且存在許多成本和運(yùn)營(yíng)權(quán)衡。目前，最好的應(yīng)用可能是電動(dòng)汽車車隊(duì)，而不是個(gè)人擁有的電動(dòng)汽車。一些車隊(duì)運(yùn)營(yíng)商實(shí)際上正在關(guān)注這一點(diǎn)。對(duì)于通常停在裝卸碼頭的車輛，對(duì)齊并不是什么大問(wèn)題，因?yàn)檐囕v的位置由裝卸碼頭定義。接觸裝卸臺(tái)的車輛后部是對(duì)齊機(jī)構(gòu)。此外，一些車隊(duì)有一個(gè)預(yù)定路線，讓您知道它們?cè)趦纱纬潆娭g將使用多少能量以及它們需要充電多長(zhǎng)時(shí)間。您也不必?fù)?dān)心不同車輛上的專有系統(tǒng)，因?yàn)橄嗤目ㄜ噷⑹冀K停靠在裝卸碼頭。它可能適用于運(yùn)輸系統(tǒng)中的一些電池電動(dòng)巴士，它們運(yùn)行固定路線，并且它們有已知的停靠點(diǎn)或已知的休息時(shí)間，在那里它們可以充電以完成全天的路線。”

EV 無(wú)線充電的下一步是什么？

無(wú)線充電仍在不斷發(fā)展，但可能性值得付出努力。可移動(dòng)初級(jí)線圈和新材料等技術(shù)使次級(jí)線圈更輕、線阻更低，可以使無(wú)線充電解決方案更高效，并在更高的功率輸出下工作。如果無(wú)線充電成功地變得真正具有成本效益，它將徹底改變電動(dòng)汽車的充電方式，甚至是它們的使用方式。

關(guān)鍵點(diǎn)

無(wú)線傳輸電力的最有效方式是通過(guò)諧振電感耦合，其中初級(jí)線圈和次級(jí)線圈都使用以相同頻率諧振的振蕩電路來(lái)創(chuàng)建精確的阻抗匹配。

高通已成功為在 100 米測(cè)試跑道上以 0.07 公里/小時(shí)行駛的電動(dòng)汽車充電，初級(jí)線圈內(nèi)置于路面。

目前，無(wú)線 EV 充電的最佳應(yīng)用可能是 EV 車隊(duì)，例如通常停在裝卸碼頭并具有可預(yù)測(cè)其功耗的預(yù)定路線的卡車。

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