無(wú)線(xiàn)充電公路這么優(yōu)秀，為何還沒(méi)普及?

無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)(Wireless charging technology;Wireless charge technology )，源于無(wú)線(xiàn)電能傳輸技術(shù)，可分為小功率無(wú)線(xiàn)充電和大功率無(wú)線(xiàn)充電兩種方式。

小功率無(wú)線(xiàn)充電常采用電磁感應(yīng)式，如對(duì)手機(jī)充電的Qi方式，但中興的電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電方式采用感應(yīng)式 [1] 。大功率無(wú)線(xiàn)充電常采用諧振式(大部分電動(dòng)汽車(chē)充電采用此方式)由供電設(shè)備(充電器)將能量傳送至用電的裝置，該裝置使用接收到的能量對(duì)電池充電，并同時(shí)供其本身運(yùn)作之用。

由于充電器與用電裝置之間以磁場(chǎng)傳送能量，兩者之間不用電線(xiàn)連接，因此充電器及用電的裝置都可以做到無(wú)導(dǎo)電接點(diǎn)外露。

1 月 4 日消息，Wireless Power Consortium(WPC)今天宣布，下一代 Qi 無(wú)線(xiàn)充電標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)整合蘋(píng)果 MagSafe 磁性充電功能。Qi2 是一個(gè)新的統(tǒng)一的無(wú)線(xiàn)充電標(biāo)準(zhǔn)，它建立在蘋(píng)果公司提供的 MagSafe 充電技術(shù)之上。

Qi2 將會(huì)整合 Magnetic Power Profile，這意味著未來(lái)像三星、OPPO 等廠(chǎng)商推出的無(wú)線(xiàn)充電面板都會(huì)使用蘋(píng)果 MagSafe 技術(shù)。該技術(shù)目前已經(jīng)在 iPhone 12 系列及后續(xù)機(jī)型中提供。

WPC 表示，Qi2 引入 Magnetic Power Profile 可以確保手機(jī)和其它以電池為動(dòng)力的移動(dòng)產(chǎn)品與充電器完美對(duì)接，以提高能源效率和加快充電。Qi2 將允許使用現(xiàn)有平面對(duì)平面設(shè)備(flat surface-to-flat surface)無(wú)法充電的新配件。

無(wú)線(xiàn)充電目前的處境有點(diǎn)國(guó)內(nèi)新能源車(chē)剛剛起步的階段：都知道是大趨勢(shì)，只是大家都擔(dān)心自己能不能等到大趨勢(shì)出現(xiàn)那一天。但當(dāng)前無(wú)線(xiàn)充電發(fā)展發(fā)生幾個(gè)重要變化，確確實(shí)實(shí)為無(wú)線(xiàn)充電迎來(lái)了第二春。

技術(shù)新突破：行業(yè)一直沒(méi)有停下對(duì)無(wú)線(xiàn)充電的追求腳步，現(xiàn)階段無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的系統(tǒng)性能、充電速度、電能轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)和插電慢充差不多。在轉(zhuǎn)化率上，插電慢充的電能轉(zhuǎn)換效率是95%左右，無(wú)線(xiàn)充電也能做到90%的水平。在充電功率上，也逐漸從3kW水平，提高到7kW、 11kW、22kW水平。

車(chē)輛停放的位置、車(chē)底盤(pán)距離地面高度的限制也放寬了。無(wú)線(xiàn)充電配置供應(yīng)商宣稱(chēng)能覆蓋各類(lèi)車(chē)型，包括底盤(pán)較高的SUV。控制技術(shù)也不斷優(yōu)化，當(dāng)有異物出現(xiàn)在WPT充電系統(tǒng)的線(xiàn)圈之間時(shí)，會(huì)有措施防止過(guò)熱事件的發(fā)生。

新政策推動(dòng)：任何一個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，都是標(biāo)準(zhǔn)先行的，電動(dòng)車(chē)無(wú)線(xiàn)充電產(chǎn)業(yè)，同樣如此。早在2020年，我國(guó)便完成了電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的編制。電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)工作組成員、華南理工大學(xué)電力學(xué)院教授張波表示，“這是我國(guó)第一部電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的四項(xiàng)，填補(bǔ)了我國(guó)在這一技術(shù)領(lǐng)域國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的空白，將助力我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電從技術(shù)研發(fā)、工程示范向產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程邁進(jìn)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義?！?

去年，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)的《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》更是明確提出，要“加強(qiáng)智能有序充電、大功率充電、無(wú)線(xiàn)充電等新型充電技術(shù)研發(fā)”。這對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池大功率無(wú)線(xiàn)充電的研發(fā)企業(yè)而言，又是一個(gè)重大利好。

過(guò)去充電樁行業(yè)的發(fā)展，就因?yàn)闆](méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不同的充電樁接口各行其道，互不兼容。目前來(lái)看，無(wú)線(xiàn)充電非常有潛力在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初期就統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，最終實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。

瑞典也在進(jìn)行無(wú)線(xiàn)充電道路項(xiàng)目。汽車(chē)制造商Stellantis開(kāi)設(shè)了一個(gè)模擬高速公路測(cè)試中心，在意大利研究感應(yīng)充電。

那既然無(wú)線(xiàn)充電公路這么優(yōu)秀，為何還沒(méi)普及?事實(shí)上，汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電的概念并不新穎，但由于標(biāo)準(zhǔn)、成本、效率等問(wèn)題，始終沒(méi)有真正商業(yè)化落地。

按照技術(shù)種類(lèi)來(lái)分，當(dāng)前純電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電方式有兩種：電磁感應(yīng)式和磁共振式。前者是電流通過(guò)線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，對(duì)附近線(xiàn)圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)式，產(chǎn)生電流。就是我們中學(xué)物理中經(jīng)常用的“右手螺旋定律”那種原理。而磁共振式則是發(fā)生端能量遇到共振頻率相同的接收端，由共振效應(yīng)進(jìn)行電能傳輸。

前者傳輸距離短，從幾毫米到幾厘米不等，功率一般最高5W。后者傳輸距離稍長(zhǎng)，可以達(dá)到數(shù)米，且功率最高能達(dá)到數(shù)千瓦。

根據(jù)上述特點(diǎn)，電磁感應(yīng)式無(wú)線(xiàn)充電一般用在固定車(chē)位上，在車(chē)輛長(zhǎng)時(shí)間停放的狀態(tài)下進(jìn)行充電。而磁共振式，就是文章開(kāi)頭提到的，可以在移動(dòng)中為車(chē)輛充電，但要對(duì)道路設(shè)施進(jìn)行大規(guī)模改動(dòng)。

另一方面，美國(guó)工程師協(xié)會(huì)SAE J295工作組將無(wú)線(xiàn)充電輸出功率分為3級(jí)，最低的WPT1為3.7kW，家庭及公共場(chǎng)所為WPT2：7.7kW，快充WPT3為22kW。

作為對(duì)比，當(dāng)前主流家用充電樁的功率一般為7kW左右，而特斯拉、小鵬等公司推出的超充樁功率在200kW至400kW不等，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于無(wú)線(xiàn)充電的數(shù)千瓦功率。

所以，無(wú)論怎么看，固定車(chē)位上使用的靜態(tài)無(wú)線(xiàn)充電與有線(xiàn)充電的效率完全沒(méi)法比，這一方向并不值得深入探索。那么移動(dòng)中充電的動(dòng)態(tài)無(wú)線(xiàn)充電呢?不是說(shuō)實(shí)現(xiàn)后不再需要電動(dòng)車(chē)本身?yè)碛写箅姵亓藛?

Qi2是 WPC 無(wú)線(xiàn)充電聯(lián)盟正在制定的全新增強(qiáng)型無(wú)線(xiàn)充電標(biāo)準(zhǔn)?；谔O(píng)果公司首創(chuàng)的磁功率分布圖(Magnetic Power Profile)，Qi2將提供更好的無(wú)線(xiàn)充電用戶(hù)體驗(yàn)，并為未來(lái)新特性和增強(qiáng)功能的開(kāi)發(fā)鋪平道路。

目前，市場(chǎng)上一部分產(chǎn)品獲得了 Qi 認(rèn)證。未經(jīng)認(rèn)證的設(shè)備也可能支持 Qi 無(wú)線(xiàn)充電，但充電速度不盡人意。在全行業(yè)推行統(tǒng)一的全球標(biāo)準(zhǔn)將解決這種混亂狀況，為消費(fèi)者和零售商簡(jiǎn)化這一產(chǎn)品類(lèi)別。

得益于磁功率分布圖技術(shù)，Qi2可確保設(shè)備與充電器完美匹配，從而提高能效。更高的充電效率也意味著更快的充電速度，因?yàn)槟芰坎粫?huì)在充電過(guò)程中發(fā)生損失。

Qi2 將支持業(yè)界開(kāi)發(fā)出更快速的無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)，同時(shí)確保充電過(guò)程始終安全 , 不會(huì)縮短電池壽命或損壞接收器。而且，Qi2 也將促成其他方面的產(chǎn)品創(chuàng)新。因?yàn)樗灰笃矫鎸?duì)平面的連接，而是能以磁吸鎖定功能支持全新的產(chǎn)品外形，如 AR/VR 頭盔。它還將支持新型手機(jī)后蓋磁吸式配件，如外接電池。