全球無線充電革命正在悄悄萌芽

曾經(jīng)的蘋果手機(jī)振臂一呼，不被充電線左右是蘋果手機(jī)的未來，帶火了無線充電!根據(jù)研究，全球無線充電(wireless charging)市場在2017年達(dá)到大約71.6億美元，這一數(shù)字在2011年為4.5686億美元。過去幾年中，市場的年復(fù)合增長率約為57.46%。而目前的無線充電市場，主要由日本主導(dǎo)，北美市場預(yù)計(jì)未來幾年的時間成長速度會更快。無線充電在手機(jī)、平板電腦等電子產(chǎn)品上的應(yīng)用已經(jīng)占據(jù)了很大的市場份額，但在汽車上的應(yīng)用剛處于起步階段。

其實(shí)說起汽車無線充電，瑞典并不是首例。無線充電技術(shù)的概念自19世紀(jì)被提出，陸續(xù)有研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)研發(fā);2007年以后，無線充電技術(shù)進(jìn)入了快速發(fā)展階段;2010年左右，汽車行業(yè)開始陸續(xù)進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用。近幾年,無線充電已經(jīng)成為熱點(diǎn)，眾多零部件供應(yīng)商、車企和科技公司對新能源汽車無線充電的研發(fā)測試從未停止過。

日本曾在一次貿(mào)易展上展示過無線充電的技術(shù)。與瑞典不同的是，這項(xiàng)無線充電技術(shù)在實(shí)際使用中，發(fā)電機(jī)功率必須達(dá)到展示模型的100倍才能給行駛中的電動汽車充電，電力通過混泥土地面?zhèn)鬏數(shù)狡嚨氖褂眠^程中，電力損耗了10%-20%，能量損耗問題仍有待進(jìn)一步研究。

2016年，Evatran公司開發(fā)出了Plugless Power系統(tǒng)，可為特斯拉Model S提供無線充電。但只是通過適配器接受充電板的電力，實(shí)現(xiàn)無線充電。

2017年5月，高通宣布完成電動汽車行駛中進(jìn)行無線充電的試驗(yàn)，即在路上增加感應(yīng)式充電設(shè)備，這樣汽車就可以邊開車邊充電。與大多數(shù)感應(yīng)充電不同，高通 Halo 技術(shù)隔空提供高能量傳輸,適用于多種車型。采用多線圈設(shè)計(jì)，即使充電板未對準(zhǔn)車輛也仍然可以進(jìn)行高效的能量傳輸。

WiTricity是一家脫胎于麻省理工學(xué)院實(shí)驗(yàn)室的初創(chuàng)公司，專注于無線充電技術(shù)10年以上。主要做基于磁共振的無線充電技術(shù)，即利用近場的空間磁場來進(jìn)行能量傳遞，目前已經(jīng)擁有245項(xiàng)專利，與高通Halo技術(shù)相似，雙方也是競爭對手。

2017年年底,大陸汽車宣布推出搭載了傳感器的無線感應(yīng)充電板。這款無線充電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要依靠放置在地下的充電板發(fā)射電磁，車子上的感應(yīng)線圈接受電磁并利用電磁轉(zhuǎn)換原理為車載電池充電。該系統(tǒng)通過與微型導(dǎo)航裝置相結(jié)合，可以讓車輛準(zhǔn)確地停到充電板上方，與傳統(tǒng)的停車輔助系統(tǒng)相比，其精確率高出10倍。

2018年4月10日，韓國現(xiàn)代起亞美國技術(shù)中心正在對汽車的無線充電進(jìn)行測試。據(jù)透露，這款無線充電技術(shù)可以為汽車提供超過10千瓦的電量，充電效率達(dá)85%，同手機(jī)的無線充電相似，車企會在地面上安裝一個發(fā)射線圈(transmitter coil)，車內(nèi)則會安裝相應(yīng)的接收線圈(receiver coil)，當(dāng)兩個線圈連成一條直線時，在發(fā)射和接收線圈之間就會形成電磁場，并且實(shí)現(xiàn)電能的傳輸。

其實(shí)，國內(nèi)涉及無線充電領(lǐng)域的同樣大有人在，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。2014年比亞迪出售的一輛40英尺的純電動巴士就裝配著最新的WAVE無線充電墊。前兩年，中興通信宣布進(jìn)軍無線充電領(lǐng)域，此前宣布投資35億元用于開發(fā)面向純電動汽車的無線充電技術(shù)。

電動車無線充電技術(shù)的未來到底怎樣?這項(xiàng)創(chuàng)新或許最終將使新能源汽車徹底擺脫沉重電池模塊的束縛，免去不安全的導(dǎo)線，甚至于在鋪滿充電電纜的道路上無休止地奔跑下去。不過，這種技術(shù)要成為現(xiàn)實(shí)，還要邁過很多門檻，正如電動車技術(shù)的發(fā)展。與手機(jī)無線充電一樣，目前大部分車企在研發(fā)的電動汽車無線充電技術(shù)大多利用的是磁共振、電磁轉(zhuǎn)換原理為車載電池充電，但電動汽車在無線充電的過程中同樣存在能量流失等問題，因此，盡可能地提高充電效率仍是現(xiàn)在汽車廠商和科技公司面臨的問題。

無線充電還面臨著哪些挑戰(zhàn)？

無線充電技術(shù)的出現(xiàn)，讓還未發(fā)展成熟的充電樁市場面臨威脅，從安全角度上來說，無線充電不需要拔插過程，不受雨雪等天氣和極端環(huán)境的影響，面對復(fù)雜的工況也能正常使用;另外，與有線充電相比，無線充電沒有機(jī)械磨損;最后，實(shí)現(xiàn)自動充電，可以解決無人駕駛最后一公里便捷性的問題。

電動汽車無線充電技術(shù)的出現(xiàn)，無疑讓人們對充電又多了一層認(rèn)識。那么，電動汽車無線充電技術(shù)已經(jīng)離我們不遠(yuǎn)了嗎?目前的電動汽車距離真正 的無線充電時代還面臨著哪些問題呢?

在無線充電產(chǎn)業(yè)化發(fā)展逐步加速的過程中, 缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)仍然是無線充電首先要面臨的問題，諸多的企業(yè)和公司擠進(jìn)一個相對新的領(lǐng)域里，各顯其能是必然的，這樣的問題在電動車發(fā)展的初期也出現(xiàn)過，要使無線充電技術(shù)實(shí)用化，國際標(biāo)準(zhǔn)化非常重要。在公共基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)置充電設(shè)備的情況居多的情況下，必須采用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)才能滿足一個充電設(shè)備為多家廠商車輛充電的需求。

傳輸效率是所有無線充電技術(shù)都面臨著的難題，奧迪雖然提出了升降式的無線充電方案，但僅限于靜止?fàn)顟B(tài)下的無線充電，而車輛處于動態(tài)以及半動態(tài)的狀況下，這種方案就顯得不太實(shí)用了。

而對于電動車這樣充電功率更大的“電器”來說，電能首先轉(zhuǎn)換為無線電波，再由無線電波轉(zhuǎn)換成電能，多次能量轉(zhuǎn)換必將產(chǎn)生能量流失的問題而這對于原本就提倡綠色、環(huán)保的電動車來說，似乎違背了其主旨。

此外，安全也是無線充電面臨的技術(shù)瓶頸。雪佛蘭科魯茲2012年電磁輻射超標(biāo)的新聞曾把市場鬧得天翻地覆，比車內(nèi)電器功率更大，輻射程度更強(qiáng)的充電線圈，則很可能對周圍的生物和電子設(shè)備產(chǎn)生影響，甚至?xí)：θ梭w健康，這在大家談輻射色變的今天依舊是敏感話題，如何處理安全擔(dān)憂也是電動車無線充電實(shí)現(xiàn)工程化所要面臨的一大難題。

在電動汽車無線充電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)未統(tǒng)一、工程實(shí)踐少、應(yīng)用成本高及安全健康等因素的影響下，電動汽車無線充電技術(shù)的普及還需要一些時間。但是，毋庸置疑，科技的力量讓人敬畏!在電動汽車市場發(fā)展迅速的今天，解決無線充電技術(shù)面臨的難題是早晚的事。一場革命性的充電方式正在悄悄萌芽!