詳解電動(dòng)汽車無線充電技術(shù) 各大品牌絕活“亮相”

感應(yīng)式的無線電能傳輸算是目前比較成熟的技術(shù)，很多手機(jī)無線充電、甚至我們常見的電磁爐就是利用的這種原理。由于數(shù)碼設(shè)備空間小，接收線圈也小，加上充電設(shè)備功率小，所以通常充電的距離近(甚至需要與充電座接觸)，不過相對(duì)電磁輻射也小。A：現(xiàn)在劃分的無線充電類型有好些種，比如感應(yīng)式、共振式、微波傳輸式等等，不過總體來說，它們的基本原理都是一樣的，就是利用交變電磁場的電磁感應(yīng)，來實(shí)現(xiàn)能量的無線傳輸。

共振式則是麻省理工目前在開發(fā)的一類充電技術(shù)，說起來也不復(fù)雜，他們利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象，加上共振的原理，能提升無線充電的效率。共振傳輸?shù)木嚯x比普通感應(yīng)式更遠(yuǎn)一些，而麻省理工目前正在進(jìn)行小型化的研究——對(duì)于車長好幾米的電動(dòng)車來說，這方面的技術(shù)壓力倒不是太大。

微波傳輸式此前更多出現(xiàn)在科幻電影或者小說里面，實(shí)際上它也是無線電力傳輸?shù)囊粋€(gè)很好的方式，只不過受到發(fā)送功率等方面的限制，并未大規(guī)模實(shí)用化。微波傳輸?shù)淖畲蠛锰幘褪莻鬏斁嚯x遠(yuǎn)，甚至可以實(shí)現(xiàn)航天器與地面之間的能量傳輸，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)定向傳輸(發(fā)射天線有方向性)，未來前景值得期待。

A：無線充電的第一個(gè)好處就是不需要線，不必為了到處找充電線而費(fèi)神。第二就是無線充電在硬件方面的標(biāo)準(zhǔn)更容易統(tǒng)一。

無線充電的好處有哪些?有待解決的問題有哪些?

A： 一、傳輸效率是所有無線充電都面臨的問題，對(duì)于電動(dòng)車這樣充電功率更大的“電器”來說更是如此——電能首先轉(zhuǎn)換為無線電波，再由無線電波轉(zhuǎn)換成電能，這兩次轉(zhuǎn)換都會(huì)損失不少的能量。

二、電磁相容也是無線充電需要解決的技術(shù)瓶頸之一。電磁波很容易產(chǎn)生漏，當(dāng)大功率的車用無線充電設(shè)備運(yùn)行時(shí)，也會(huì)對(duì)周圍的生物和電子設(shè)備產(chǎn)生影響，甚至?xí)：θ梭w健康。利用封閉的自動(dòng)智慧化車庫安裝無線充電設(shè)備是解決電磁相容比較好的途徑，不過成本也確實(shí)不菲。

三、電氣標(biāo)準(zhǔn)等方面的問題。

有哪些典型案例呢?

A：從國外車企來看特斯拉 沃爾沃 奧迪 寶馬 奔馳等傳統(tǒng)汽車都已經(jīng)開始研發(fā)或測試旗下電動(dòng)車的無線充電系統(tǒng)。全球通訊以及IT界的新貴們也將“觸角”伸向了電動(dòng)車無線充電的新領(lǐng)域。而在無線充電的規(guī)劃和靜態(tài)還是動(dòng)態(tài)充電的選擇上，國內(nèi)外車企則各有不同。

一、沃爾沃：利用道路進(jìn)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(jìn)行測試。未來，當(dāng)電動(dòng)汽車需要充電時(shí)，必須安裝無線發(fā)射器讓道路感知，然后經(jīng)過加密信號(hào)啟動(dòng)充電功能。由于對(duì)速度有要求，沃爾沃的這一充電系統(tǒng)適合在高速路上實(shí)行，如果未來成真，人們出遠(yuǎn)門的時(shí)候就不用擔(dān)心電力問題。在瑞典，沃爾沃集團(tuán)、瑞典電力公司 Alstom、瑞典能源局正在共同合作測試?yán)霉方o電動(dòng)汽車充電，通過將兩個(gè)電源線鋪設(shè)在公路上，電動(dòng)車經(jīng)過時(shí)便可獲得電力供應(yīng)。這項(xiàng)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(shí)速大于 60 公里。

利用公路地表進(jìn)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(hù)成本。汽車不需要停下來進(jìn)行充電，可持續(xù)駕駛。

沃爾沃的這一舉措是為了給電動(dòng)汽車打造一個(gè)良好的充電網(wǎng)絡(luò)。不過它需要面對(duì)很多普及的問題，比如公路建設(shè)、設(shè)計(jì)問題、集電器、電動(dòng)汽車的支持等。就像無人駕駛一樣，這是一個(gè)浩大的工程，短期內(nèi)還難以實(shí)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(gè)相對(duì)直接明了的構(gòu)想：一個(gè)由兩個(gè)鐵氧體組成的變壓器，兩者的旁邊還各有一個(gè)電線線圈。一般來講，這兩個(gè)部分是連接在一起的。交流電會(huì)在第一個(gè)線圈中被轉(zhuǎn)換成磁場，隨后再被第二個(gè)線圈轉(zhuǎn)換成直流電。而高通Halo卻將兩個(gè)鐵氧體分離開來，并讓系統(tǒng)跨越空氣間隔實(shí)現(xiàn)最大功率傳輸。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無線汽車充電技術(shù)。只要將車開到充電墊的正上方，當(dāng)充電線圈對(duì)齊之后，電流便會(huì)開始輸送到汽車當(dāng)中。如果汽車和墊子之間存在外來物體，系統(tǒng)還可自動(dòng)暫停充電。

Halo的無線充電器被放置在了車尾的位置，是一個(gè)比機(jī)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(shí)是可以作用于移動(dòng)中的車輛的。Halo目前已經(jīng)具備了半動(dòng)態(tài)充電的能力，可在最高30mph的速度下進(jìn)行電能傳輸。

日產(chǎn)無線充電汽車

日產(chǎn)魔方電動(dòng)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(gè)受電線圈裝置安裝在汽車的底盤上，將另一個(gè)供電線圈裝置安裝在地面，當(dāng)電動(dòng)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(duì)電池進(jìn)行充電。目前，這套裝置的額定輸出功率為 10kW，一般的電動(dòng)汽車可在7-8小時(shí)內(nèi)完成充電。

日本無線充電式混合動(dòng)力巴士：電磁感應(yīng)式，供電線圈是埋入充電臺(tái)的混凝土中的。車開上充電臺(tái)后，當(dāng)車載線圈對(duì)準(zhǔn)供電線圈后(重合)，車內(nèi)的儀表板上有一個(gè)指示燈會(huì)亮，司機(jī)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(jìn)行電力傳輸。當(dāng)充電車輛在充電停車位停泊后，就能自動(dòng)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(jìn)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(bào)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(yùn)行時(shí)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。