在未來(lái)，無(wú)線充電與電動(dòng)汽車更配嗎？

無(wú)線充電技術(shù)源于無(wú)線電能傳輸技術(shù)，小功率無(wú)線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)汽車無(wú)線充電方式采用的感應(yīng)式)，大功率無(wú)線充電常采用諧振式(大部分電動(dòng)汽車充電采用此方式)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。

利用無(wú)線磁電感應(yīng)充電的設(shè)備可做到隱形，設(shè)備磨損率低，應(yīng)用范圍廣，公共充電區(qū)域面積相對(duì)的減小，但減小的占地面積份額不會(huì)太大。技術(shù)含量高，操作方便，可實(shí)施相對(duì)來(lái)說(shuō)的遠(yuǎn)距離無(wú)線電能的轉(zhuǎn)換，但大功率無(wú)線充電的傳輸距離只限制在5米以內(nèi)，不會(huì)太遠(yuǎn)。

無(wú)線充電和汽車電動(dòng)化、智能化的發(fā)展趨勢(shì)高度契合，因此無(wú)線充電一定是未來(lái)電動(dòng)汽車的充電主流方式，并將深遠(yuǎn)的改變汽車未來(lái)用電的場(chǎng)景。

電動(dòng)汽車無(wú)線充電市場(chǎng)規(guī)模

電動(dòng)汽車無(wú)線充電項(xiàng)目，是指開(kāi)發(fā)和應(yīng)用大功率無(wú)線電能傳輸技術(shù)，應(yīng)用近場(chǎng)耦合原理和磁共振技術(shù)，使得電動(dòng)汽車可以實(shí)現(xiàn)中距離無(wú)線充電，解決目前無(wú)線充電傳輸距離短、損耗大、充電速度慢等難題，以及有線充電樁的建設(shè)成本高、操作復(fù)雜、兼容性差、占地面空間大等問(wèn)題。

2016年中國(guó)新能源汽車銷量超過(guò)50萬(wàn)輛，增速同比超過(guò)50%，新能源汽車銷量在汽車銷量的占比達(dá)到1.8%，保有量接近100萬(wàn)輛。

按照規(guī)劃，到2020年，我國(guó)純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車生產(chǎn)能力達(dá)200萬(wàn)輛、累計(jì)產(chǎn)銷量超過(guò)500萬(wàn)輛。假設(shè)充電設(shè)施與電動(dòng)汽車按1：2的比例來(lái)建設(shè)，而無(wú)線充電技術(shù)滲透率為50%。預(yù)計(jì)至2020年，我國(guó)電動(dòng)汽車無(wú)線充電的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到數(shù)百億規(guī)模。

無(wú)線充電的優(yōu)勢(shì)

一是無(wú)線充電非常的便捷。目前的汽車在補(bǔ)充能源上，都需要經(jīng)過(guò)加油槍加油或者充電頭充電，而無(wú)線充電只需要你將車停在無(wú)線充電點(diǎn)即可，非常方便。

二是安全性，這是無(wú)線充電的一大優(yōu)勢(shì)。目前的高電壓的充電樁擺放在外面并不安全，尤其是在露天一些雨天等惡劣天氣環(huán)境中，擁有極大地安全隱患。另外如果遇到惡意破壞的情況下，充電樁也非常容易引發(fā)危險(xiǎn)。而無(wú)線充電樁埋在地下，可以很好地適應(yīng)惡劣天氣以及避免惡意破壞。

三是可靠性。在車長(zhǎng)期的使用中，車裸露的充電部分會(huì)因?yàn)殡s物造成充電效率的下降以及各種問(wèn)題的產(chǎn)生，而無(wú)線充電則只需要將無(wú)線充電模塊置入汽車即可，很容易避免這些問(wèn)題的產(chǎn)生。

無(wú)線充電的痛點(diǎn)

無(wú)線充電在發(fā)展過(guò)程中存在一些瓶頸和需要克服的問(wèn)題。

1、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一

統(tǒng)一無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)對(duì)整個(gè)電動(dòng)汽車行業(yè)的發(fā)展大有裨益，因?yàn)槭褂媒y(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)保證了不同系統(tǒng)(車上和地面的充電板)之間能夠適配使用。但目前還尚未形成統(tǒng)一的無(wú)線充電指南標(biāo)準(zhǔn)。各家公司掌握的電動(dòng)車用無(wú)線充電技術(shù)各異，這樣會(huì)阻礙無(wú)線充電的商業(yè)化進(jìn)程。

2、電磁場(chǎng)安全焦慮

雖然從物理原理來(lái)講不認(rèn)為對(duì)生物體有任何的影響，問(wèn)題是用戶接受不接受，如果一天解決不了安全焦慮的問(wèn)題，就無(wú)法大規(guī)模商業(yè)化。對(duì)于充電樁，輻射影響完全可以忽略不計(jì)，輻射對(duì)人體的影響主要都是體現(xiàn)在心理上，而不是身體上。但是換成無(wú)線充電，由于頻率遠(yuǎn)高于日常的50hz，產(chǎn)生的輻射可能就不可同日而語(yǔ)了。

3、電磁兼容問(wèn)題

主要問(wèn)題是頻段分配，SAE推薦85KHZ左右，80-90KHZ之間的范圍。另外對(duì)敏感設(shè)備的影響，也算電磁兼容的一部分。

4、異物檢測(cè)

如果發(fā)射器上落了一些金屬的物體，鑰匙，鐵釘和硬幣，工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生高頻交變的磁場(chǎng)，產(chǎn)生感應(yīng)加熱，存在一定的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。因此需要做異物檢測(cè)，檢測(cè)到有這些的東西存在時(shí)就停下來(lái)。

5、成本

電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)未能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的主要原因，終究還是落在了“成本”二字上。由于缺乏必要的基礎(chǔ)設(shè)施，這項(xiàng)技術(shù)要落地，即便無(wú)線充電對(duì)電動(dòng)汽車用戶而言是一項(xiàng)非常便利的功能，但要進(jìn)行大規(guī)模推廣還得看基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)商買不買賬。

電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)

在2015年4月22日的Formula E電動(dòng)方程式錦標(biāo)賽上，高通就展示了自己研發(fā)的Halo無(wú)線汽車充電技術(shù)。它的原理就是利用磁共振效應(yīng)來(lái)對(duì)電動(dòng)或混動(dòng)車輛的動(dòng)力電池組進(jìn)行非接觸式充電。這個(gè)充電過(guò)程無(wú)需使用傳統(tǒng)的電纜即可進(jìn)行，在需要充電時(shí)，車主僅需要將車輛停放在Halo的充電板上方即可，因此更加方便、省力。

目前除高通外，市面上還存在WiTricity，KAIST，Momentum Dynamics，Evatran四家提供面向電動(dòng)汽車的無(wú)線充電技術(shù)。盡管絕大多數(shù)公司在電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)領(lǐng)域都擁有自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，但只有高通和WiTricity已經(jīng)開(kāi)始將其技術(shù)授權(quán)給第三方硬件供應(yīng)商使用了。

中國(guó)電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)走在前列

為了加強(qiáng)行業(yè)規(guī)范與指導(dǎo)，2016年5月，國(guó)際自動(dòng)機(jī)工程師學(xué)會(huì)(SAE International)發(fā)布了混插式以及全電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這是電動(dòng)汽車無(wú)線充電方面的第一個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，具有開(kāi)創(chuàng)性意義。新出臺(tái)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)稱為“SAETIRJ2954”，意在為輕型插電式以及全電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)制定規(guī)范，并在全行業(yè)里推行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，以加強(qiáng)行業(yè)管理與指導(dǎo)。

整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)將這項(xiàng)指南的發(fā)布視為推動(dòng)無(wú)線充電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的關(guān)鍵一步，OEM主機(jī)廠，Tier1供應(yīng)商等便可加快開(kāi)發(fā)用于全電動(dòng)汽車及插電式電動(dòng)汽車的無(wú)線充電系統(tǒng)產(chǎn)品。但用于保證與其他公司系統(tǒng)間兼容性的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計(jì)2018年才能發(fā)布。SAE希望將包括其在內(nèi)的框架最終發(fā)展成為電動(dòng)汽車無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)。

作為新能源汽車最重要的基礎(chǔ)技術(shù)之一，我國(guó)在無(wú)線充電技術(shù)商用探索中一直和世界保持著同步。以中國(guó)電科院、重慶大學(xué)、東南大學(xué)、中科院、哈工大為代表的國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)和高校已經(jīng)在無(wú)線充電理論和樣機(jī)領(lǐng)域有十幾年的積累，培養(yǎng)了一批該領(lǐng)域?qū)Ｓ腥瞬?。以中興通訊/中興新能源汽車為主的國(guó)內(nèi)企業(yè)，近年來(lái)已經(jīng)在成都、長(zhǎng)沙、鄭州、深圳等國(guó)內(nèi)十幾個(gè)城市開(kāi)通了多條商用示范線，為無(wú)線充電的規(guī)模部署積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在這些應(yīng)用的基礎(chǔ)上，無(wú)線充電地方標(biāo)準(zhǔn)也走在了前面，在中興通訊/中興新能源汽車牽頭下，深圳無(wú)線充電地方標(biāo)準(zhǔn)，在15年8月正式發(fā)布，包括《總則》、《通信協(xié)議》、《電能傳輸要求》、《接口》、《安全》、《管理系統(tǒng)》、《電能計(jì)量》、《地面設(shè)施》、《車載設(shè)備》、《充電站》10個(gè)部分，是當(dāng)前全球體系最為完整、條目最為詳盡的電動(dòng)汽車規(guī)范。另外，成都市相關(guān)地方標(biāo)準(zhǔn)已于2016年7月份發(fā)布，廣東省、上海市的無(wú)線充電地方規(guī)范也在制定中，這都是中國(guó)制定自己無(wú)線充電國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)非常有利的基礎(chǔ)。

2014年，中興通訊推出自主研發(fā)的大功率無(wú)線充電系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由中興通訊CGO(cool，green，open)實(shí)驗(yàn)室歷時(shí)三年進(jìn)行項(xiàng)目孵化的重要藍(lán)海戰(zhàn)略拓展項(xiàng)目。與傳統(tǒng)的有線充電的方式不同，中興通訊的無(wú)線供電系統(tǒng)是通過(guò)非接觸的電磁感應(yīng)方式進(jìn)行電力傳輸。當(dāng)充電車輛在充電停車位停泊后，能自動(dòng)通過(guò)無(wú)線接入充電場(chǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)，建立起地面系統(tǒng)和車載系統(tǒng)的通信鏈路，并完成車輛鑒權(quán)和其他相關(guān)信息交換。在無(wú)線充電過(guò)程中，一般小型車需要功率5kw-7kw，大巴車需要30kw-60kw，無(wú)線充電的整體效率可達(dá)到90%。

目前中興與國(guó)內(nèi)許多汽車生產(chǎn)廠家展開(kāi)了合作，乘用車的無(wú)線充電已經(jīng)完成全系統(tǒng)的技術(shù)突破或者是商用化能力，包括了無(wú)線充電的功率傳輸、車載模塊和地面通訊、異物檢測(cè)、生物檢測(cè)，包括車載側(cè)和地載側(cè)的應(yīng)用，相信不久之后我們也會(huì)見(jiàn)到更多汽車配備了中興的無(wú)線充電技術(shù)。

小結(jié)

一項(xiàng)重大技術(shù)的變革，沒(méi)有那么輕而易舉，一旦技術(shù)若真正實(shí)踐起來(lái)，都會(huì)有很多難關(guān)需要突破，對(duì)于這個(gè)過(guò)程，要有期待并保持耐心，電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)也是如此。