電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）無(wú)線充電不是一個(gè)陌生的技術(shù)了，它已經(jīng)走向市場(chǎng)并應(yīng)用了很長(zhǎng)一段時(shí)間。尤其是在移動(dòng)設(shè)備領(lǐng)域，無(wú)線充電技術(shù)可以說(shuō)發(fā)展得十分迅速，幾乎成為手機(jī)的標(biāo)配。不過(guò)相比之下，在電動(dòng)汽車領(lǐng)域，該技術(shù)的進(jìn)展就緩慢得多。

不同于手機(jī)本身用電量不高，手機(jī)無(wú)線充電可以比較容易做到很高的功率，電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)長(zhǎng)期以來(lái)功率偏小、對(duì)使用環(huán)境較為嚴(yán)苛而且成本較高。所以即便汽車無(wú)線充電有很大的想象空間，但這項(xiàng)技術(shù)還需要進(jìn)一步提升才有機(jī)會(huì)進(jìn)入到大眾市場(chǎng)。

最近，據(jù)New Atlas報(bào)道，美國(guó)田納西州橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）進(jìn)行了一項(xiàng)突破性研究，展示了迄今為止速度最快、功能最強(qiáng)的乘用電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)。這是一項(xiàng)突破性的成就，是汽車無(wú)線充電技術(shù)的巨大飛躍，為乘用電動(dòng)汽車的快速高效無(wú)線充電打開(kāi)了大門(mén)。

100kW輸出功率損耗僅6%，現(xiàn)階段最強(qiáng)乘用電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)

ORNL的實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)此前就在乘用車無(wú)線充電技術(shù)上有所建樹(shù)，世界上第一臺(tái)20kW的無(wú)線充電系統(tǒng)就由其研發(fā)而來(lái)，當(dāng)時(shí)該20kW的無(wú)線充電系統(tǒng)充電效率已經(jīng)可以達(dá)到90%，后續(xù)又攻克了50kW無(wú)線充電難題。

該團(tuán)隊(duì)一直致力于針對(duì)電動(dòng)車動(dòng)態(tài)無(wú)線充電的耦合機(jī)構(gòu)、傳輸特性、介質(zhì)損耗、電磁輻射展開(kāi)研究。此次他們開(kāi)發(fā)了一種新的無(wú)線充電板，采用了多相電磁耦合線圈新設(shè)計(jì)。新的線圈設(shè)計(jì)允許能量以比傳統(tǒng)線圈更高的密度傳輸和效率，從而實(shí)現(xiàn)了最高100kW的快速充電速度。

在電動(dòng)汽車電池充電過(guò)程中，通常會(huì)有一部分電能在傳輸過(guò)程中散失，并轉(zhuǎn)化為熱能，ORNL 的測(cè)試顯示，100kW的無(wú)線充電損失僅約為6%，這意味著該技術(shù)可能比傳統(tǒng)有線充電還要高效。

從20kW，到50kW，到現(xiàn)在最高100kW的汽車無(wú)線充電系統(tǒng)，該技術(shù)突破是目前乘用電動(dòng)汽車無(wú)線充電系統(tǒng)全球最高的功率密度。根據(jù)相關(guān)報(bào)道，ORNL無(wú)線充電技術(shù)達(dá)到的功率密度是傳統(tǒng)線圈技術(shù)的8-10倍，可以在20分鐘內(nèi)將電池充電狀態(tài)提高50%。

相較于插入式的充電方式，無(wú)線充電此前因?yàn)楣β势　?duì)使用環(huán)境較為嚴(yán)苛而且成本較高等原因，并沒(méi)有激起太大的浪花。但毫無(wú)疑問(wèn)的是汽車無(wú)線充電是汽車邁向終極電氣化的必經(jīng)之路。

電動(dòng)汽車充電模式的轉(zhuǎn)變需要無(wú)線充電技術(shù)取得更多技術(shù)突破，這次突破性的進(jìn)展讓我們看到了汽車高效無(wú)線充電的應(yīng)用前景。

進(jìn)展緩慢的汽車無(wú)線充電落地難在哪？


雖然汽車無(wú)線充電技術(shù)在落地應(yīng)用上進(jìn)展緩慢，但其實(shí)帶無(wú)線充電的電動(dòng)汽車的出現(xiàn)要比想象得早得多，早在1990年通用發(fā)布的概念車EV1上就配備了這項(xiàng)技術(shù)。不過(guò)當(dāng)時(shí)用的220V磁感應(yīng)無(wú)線充電還需要將充電端手動(dòng)跟對(duì)應(yīng)的接收端連接才能進(jìn)行充電，和有線充電沒(méi)有本質(zhì)上的區(qū)別。

這么多年來(lái)也一直有車廠在無(wú)線充電上尋求突破，但首先要面對(duì)的問(wèn)題就是成本太高。此前有報(bào)道落地的汽車無(wú)線充電應(yīng)用都在低功率水平（7kW、11kW），充電水平與交流家充樁相當(dāng)。但是無(wú)線充電設(shè)備的價(jià)格又昂貴得多，付出更高的成本但又沒(méi)有帶來(lái)更好的補(bǔ)能效率，性價(jià)比上就沒(méi)有優(yōu)勢(shì)。

從用戶體驗(yàn)上來(lái)說(shuō)，此前汽車無(wú)線充電也遠(yuǎn)不及手機(jī)無(wú)線充電那般能帶來(lái)切身的體驗(yàn)。以前汽車無(wú)線充電用戶需要精準(zhǔn)停車，甚至反復(fù)調(diào)整來(lái)完全對(duì)準(zhǔn)無(wú)線充電發(fā)射線圈。否則本就不高的充電效率在線圈未對(duì)準(zhǔn)的情況下又下降一個(gè)水平，甚至直接無(wú)法充電。這樣的體驗(yàn)是很糟糕的，與“無(wú)線”的初衷相去甚遠(yuǎn)。

從技術(shù)本身的特性來(lái)考慮，任何充電技術(shù)都會(huì)讓設(shè)備升溫，像插充里超級(jí)快充技術(shù)要面臨的最大考驗(yàn)就是應(yīng)對(duì)高壓大電流下的溫升問(wèn)題。無(wú)線充電同樣如此，功率提高后無(wú)線充電技術(shù)，如果發(fā)射端溫度過(guò)高，露天的地面發(fā)射端充電板就有可能點(diǎn)燃地面上的易燃物。

同時(shí)系統(tǒng)還要能檢測(cè)到出現(xiàn)在磁場(chǎng)范圍內(nèi)的金屬異物，避免其被交變的磁場(chǎng)加熱而對(duì)充電系統(tǒng)造成破壞。

逐漸好轉(zhuǎn)的落地困境，動(dòng)態(tài)補(bǔ)能加速無(wú)線充電汽車時(shí)代到來(lái)

任何技術(shù)從誕生到商業(yè)化應(yīng)用總是需要經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的打磨，隨著汽車無(wú)線充電技術(shù)的不斷發(fā)展與配套技術(shù)的不斷完善，目前無(wú)線充電落地困境正在一步步好轉(zhuǎn)。

去年，工業(yè)和信息化部發(fā)布《無(wú)線充電（電力傳輸）設(shè)備無(wú)線電管理暫行規(guī)定》，成為我國(guó)首部無(wú)線充電領(lǐng)域的規(guī)范性文件，為無(wú)線充電系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)支撐。此后國(guó)務(wù)院又發(fā)布了《關(guān)于進(jìn)一步構(gòu)建高質(zhì)量充電基礎(chǔ)設(shè)施體系的指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出加強(qiáng)包括無(wú)線充電在內(nèi)的新型充電技術(shù)研發(fā)。

國(guó)內(nèi)各大車企也在加速了無(wú)線充電的布局，比如，上汽、一汽等已推出無(wú)線充電車型，華為、比亞迪、吉利、小米、蔚來(lái)等也在布局電動(dòng)車無(wú)線充電專利。多家上市公司也在電動(dòng)車無(wú)線充電賽道，如萬(wàn)安科技、中電興發(fā)、安潔科技。同時(shí)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)正全力推進(jìn)有線充電和無(wú)線充電相互轉(zhuǎn)換及不同品牌車輛、設(shè)備之間兼容性的測(cè)試。

充電功率的提升只是時(shí)間問(wèn)題，隨著功率的突破，主流無(wú)線充電功率會(huì)從11kW向更高水平發(fā)展。相關(guān)的配套技術(shù)也在同步發(fā)展，如一汽研發(fā)總院研發(fā)的四系統(tǒng)協(xié)同智能對(duì)位技術(shù)，攻克了廣域空間及復(fù)雜工況下能量傳輸、安全防護(hù)、智能控制技術(shù)難題，其中最高效率達(dá)92%，自動(dòng)對(duì)位精準(zhǔn)正負(fù)一厘米。異物檢測(cè)、生物檢測(cè)等功能也在補(bǔ)足。

除此之外，國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)無(wú)線充電技術(shù)的研究、驗(yàn)證和試點(diǎn)也進(jìn)入快速發(fā)展期。動(dòng)態(tài)無(wú)線充電即汽車在行駛的同時(shí)進(jìn)行充電，通過(guò)埋設(shè)于道路中的發(fā)射端裝置，傳輸?shù)叫旭傆诼访嫔系碾妱?dòng)汽車的能量接收端實(shí)現(xiàn)充電。

國(guó)內(nèi)無(wú)線充電高速公路已經(jīng)在積極規(guī)劃中，去年一汽在其創(chuàng)新基地內(nèi)建成了一個(gè)高功率動(dòng)態(tài)無(wú)線充電道路系統(tǒng)，驗(yàn)證了全長(zhǎng)120米的無(wú)線充電道路可以為車輛補(bǔ)充1.3公里的續(xù)航里程。日本多所大學(xué)與公司正在聯(lián)合研究實(shí)現(xiàn)可用于各種車輛的在途供電系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的在途供電系統(tǒng)、開(kāi)發(fā)能安全傳輸電力且具備高耐久性的路面線圈。美國(guó)也在多個(gè)州進(jìn)行電氣化路段的測(cè)試試驗(yàn)。

近年來(lái)相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展開(kāi)始明顯提速，隨著靜態(tài)無(wú)線充電、動(dòng)態(tài)無(wú)線充電以及相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)的完善與發(fā)展，汽車無(wú)線充電時(shí)代正離我們?cè)絹?lái)越近。

小結(jié)

無(wú)線充電的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展前景是明晰的，Markets and Markets也預(yù)測(cè)電動(dòng)汽車無(wú)線充電市場(chǎng)將成為全球無(wú)線充電細(xì)分市場(chǎng)中增速最快的領(lǐng)域，2027年電動(dòng)汽車無(wú)線充電市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到3.77億美元。電動(dòng)汽車無(wú)線充電正在從邊緣技術(shù)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)橼厔?shì)技術(shù)。