詳解電動汽車無線充電技術(shù)

一、沃爾沃：利用道路進行無線充電

沃爾沃已在瑞典的 H llered 測試中心建立了一條 1/4 英里長的軌道，用一輛卡車進行測試。未來，當電動汽車需要充電時，必須安裝無線發(fā)射器讓道路感知，然后經(jīng)過加密信號啟動充電功能。由于對速度有要求，沃爾沃的這一充電系統(tǒng)適合在高速路上實行，如果未來成真，人們出遠門的時候就不用擔心電力問題。在瑞典，沃爾沃集團、瑞典電力公司 Alstom、瑞典能源局正在共同合作測試利用公路給電動汽車充電，通過將兩個電源線鋪設(shè)在公路上，電動車經(jīng)過時便可獲得電力供應(yīng)。這項技術(shù)的核心在于汽車得搭載集電器，集電器與公路上的電纜連線，利用直流電充電。汽車不必走在電纜的中央，但必須時速大于 60 公里。

利用公路地表進行無線充電很可能是未來的發(fā)展方向，相比地面上的設(shè)施，它的好處是不需要占用地面空間，可減少建設(shè)、維護成本。汽車不需要停下來進行充電，可持續(xù)駕駛。

沃爾沃的這一舉措是為了給電動汽車打造一個良好的充電網(wǎng)絡(luò)。不過它需要面對很多普及的問題，比如公路建設(shè)、設(shè)計問題、集電器、電動汽車的支持等。就像無人駕駛一樣，這是一個浩大的工程，短期內(nèi)還難以實現(xiàn)。

高通：Halo的感應(yīng)充電系統(tǒng)

高通Halo的感應(yīng)充電系統(tǒng)是個相對直接明了的構(gòu)想：一個由兩個鐵氧體組成的變壓器，兩者的旁邊還各有一個電線線圈。一般來講，這兩個部分是連接在一起的。交流電會在第一個線圈中被轉(zhuǎn)換成磁場，隨后再被第二個線圈轉(zhuǎn)換成直流電。而高通Halo卻將兩個鐵氧體分離開來，并讓系統(tǒng)跨越空氣間隔實現(xiàn)最大功率傳輸。在2015年4月22日的Formula E電動方程式錦標賽上，高通就展示了自己研發(fā)的Halo無線汽車充電技術(shù)。只要將車開到充電墊的正上方，當充電線圈對齊之后，電流便會開始輸送到汽車當中。如果汽車和墊子之間存在外來物體，系統(tǒng)還可自動暫停充電。

Halo的無線充電器被放置在了車尾的位置，是一個比機上盒稍大一些的金屬盒子，并連接著幾條橙色的電線。至于另一半的充電器，就在汽車的下方。感應(yīng)充電其實是可以作用于移動中的車輛的。Halo目前已經(jīng)具備了半動態(tài)充電的能力，可在最高30mph的速度下進行電能傳輸。

日產(chǎn)無線充電汽車

日產(chǎn)魔方電動車采用了可在供電線圈和受電線圈之間提供電力的電磁感應(yīng)方式。即將一個受電線圈裝置安裝在汽車的底盤上，將另一個供電線圈裝置安裝在地面，當電動汽車駛到供電線圈裝置上，受電線圈即可接受到供電線圈的電流，從而對電池進行充電。目前，這套裝置的額定輸出功率為 10kW，一般的電動汽車可在7-8小時內(nèi)完成充電。

日本無線充電式混合動力巴士：電磁感應(yīng)式，供電線圈是埋入充電臺的混凝土中的。車開上充電臺后，當車載線圈對準供電線圈后(重合)，車內(nèi)的儀表板上有一個指示燈會亮，司機按一下充電按鈕，就開始充電。

中興：無線供電系統(tǒng)

中興通訊的無線供電系統(tǒng)是通過非接觸的電磁感應(yīng)方式進行電力傳輸。當充電車輛在充電停車位停泊后，就能自動通過無線接入充電場的通信網(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)資訊交換。

充電位元也可以通過有線或者無線的方式和云服務(wù)中心進行互聯(lián)。一旦出現(xiàn)充電和受電的任何隱患，地面充電組件將立即停止充電并報警，確保充電過程安全可靠。最重要的是，無線充電系統(tǒng)在車輛運行時完全不工作，即使車輛在上面駛過，或者在雷雨等惡劣天氣情況下，也能確保安全。

比亞迪：WAVE無線充電墊

比亞迪早在2005年12月就申請了非接觸感應(yīng)式充電器專利。在2014年7月賣給猶他大學(xué)一輛40英尺的純電動巴士，這款巴士就裝配著最新的WAVE無線充電墊。

奧迪：可升降的無線充電系統(tǒng)

奧迪的可升降的無線充電系統(tǒng)最大的特點就是可讓供電線圈更靠近車輛底部的受電線圈，實現(xiàn)了超過90%的電力傳輸效率。這種方式能讓一些高底盤的SUV在充電時保證更好的充電效率。奧迪的無線充電技術(shù)僅需要使用者將停車位元元上安置一塊配置線圈和逆變器(AC/AC)充電板，并連接至電網(wǎng)，當車輛停在電板上時，充電過程會自動開啟。

這種充電的原理是充電板內(nèi)的交變磁場將3.3千瓦的交變電流感應(yīng)至集成在車內(nèi)次級線圈的空氣層中，實現(xiàn)電網(wǎng)電流逆向并輸入到車輛的充電系統(tǒng)中。當電池組充滿電時，充電將自動中止。感應(yīng)式無線充電所需的充電時間與電纜充電所需的充電時間大致相同，且用戶可以隨時中斷充電并使用車輛。

奧迪的無線充電技術(shù)效率超過90%，不受譬如雨雪或結(jié)冰等天氣因素的影響。同時，交變磁場只有當車輛在充電板上方時才會產(chǎn)生，且不對人體或動物構(gòu)成傷害。未來利用感應(yīng)線圈的充電原理，奧迪電動汽車不僅可以在駛?cè)胲囄缓笞詣娱_始充電，甚至可以在設(shè)有感應(yīng)線圈的公路上，一邊行駛一邊充電。

特斯拉

在19世紀90年代，尼古拉•特斯拉發(fā)明了“特斯拉線圈”，能夠通過空氣傳播電力，開啟了無線式電力傳播的時代。在“2011年國際消費電子展”上，美國安利公司旗下子公司富爾頓創(chuàng)新公司展示了無線充電技術(shù)，并推出了世界上第一輛無線充電的特斯拉汽車。目前，特斯拉希望能在各個大城市中建立起一張張相互連接的充電網(wǎng)，以解決電動車很容易出現(xiàn)的電力不足問題。