發(fā)布時(shí)間： 2016-06-06 瀏覽次數(shù): 作者：卓定科技
如今，電動汽車已然成為科研攻關(guān)與政策指引的重要方向，汽車產(chǎn)業(yè)掀起了新能源汽車?yán)顺薄?jù)工信部發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2009年到2015年國內(nèi)新能源汽車增加49.7萬輛，累計(jì)已達(dá)56萬輛，預(yù)計(jì)到2020年，純電動汽車和插電式混合動力汽車生產(chǎn)能力達(dá)200萬輛、累計(jì)產(chǎn)銷量超過500萬輛，日益增長的新能源汽車將對充電基礎(chǔ)設(shè)施提出更高的要求。
不難發(fā)現(xiàn)，充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)遠(yuǎn)落后于新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。截至2015年底，全國只建成了 3600個(gè)充換電站、4.9萬個(gè)公共充電樁，遠(yuǎn)不能滿足超過50萬輛新能源汽車的充電需求，與2020年1.2萬座集中式充換電站、 480萬個(gè)分散式充電樁的規(guī)劃目標(biāo)相距甚遠(yuǎn)。電動汽車的快速增長，必然會對其充電模式的快捷與方便性提出更高的要求，目前各類電動汽車的充電方式主要以充電站、充電樁或更換電池的模式為主，而充電站或充電樁的建設(shè)速度完全無法匹配電動汽車快速增長的需求，成為了制約電動汽車發(fā)展的最大瓶頸之一。
那么除了充電樁能為電動汽車提供動力，是否還有其他供電方式呢？無線電能傳輸技術(shù)作為一項(xiàng)新興技術(shù)，目前已經(jīng)大規(guī)模商業(yè)化推廣，主要應(yīng)用于手機(jī)、電腦、隨身聽等小功率設(shè)備的充電上，而應(yīng)用于電動汽車充電大功率無線電能傳輸技術(shù)，也成為各大汽車廠商以及科研機(jī)構(gòu)的關(guān)注焦點(diǎn)。無線充電源于無線電力輸送技術(shù)。目前主要分為以下三種：
一是電磁感應(yīng)式充電。初級線圈一定頻率的交流電，通過電磁感應(yīng)在次級線圈中產(chǎn)生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端。
二是磁場共振充電。由能量發(fā)送裝置，和能量接收裝置組成，當(dāng)兩個(gè)裝置調(diào)整到相同頻率，或者說在一個(gè)特定的頻率上共振，它們就可以交換彼此的能量；
三是無線電波式充電。主要由微波發(fā)射裝置和微波接收裝置組成，可以捕捉到從墻壁彈回的無線電波能量，在隨負(fù)載作出調(diào)整的同時(shí)保持穩(wěn)定的直流電壓。
可以看出，無線充電技術(shù)在智能手機(jī)等電子設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用已不新鮮，行業(yè)逐漸形成了磁感應(yīng)技術(shù)代表的WPC、PMA以及使用磁共振技術(shù)的A4WP三大標(biāo)準(zhǔn)，但在新能源汽車領(lǐng)域無線充電普及會有怎樣的挑戰(zhàn)和優(yōu)勢呢？
四大特性凸顯無線充電優(yōu)勢所在
無線充電的難點(diǎn)主要是在于電能的無線傳輸，需要在能量傳輸效率、功率、距離以及建設(shè)成本、實(shí)用性上都有出色的性能，而磁感應(yīng)與磁諧振技術(shù)是目前較為合適的技術(shù)。
相比于目前插入式或稱接觸式的充電技術(shù)在充電站建設(shè)、實(shí)際使用、后期維護(hù)等方面均體現(xiàn)了一定的優(yōu)勢：
1、空間利用率高。無線充電設(shè)備貼近地面安裝，甚至可以埋入地下，在相同建設(shè)面積情況下，可植入的充電設(shè)備數(shù)量更多，增加了充電站空間利用率；
2、適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性高。無線充電可以采取密封安裝與無接觸使用，可在雨雪天氣下進(jìn)行使用并提高了可靠性；
3、安全性高。無線充電設(shè)備無外露導(dǎo)電點(diǎn)，且使用時(shí)車與人都無需接觸充電設(shè)備，理論上可杜絕由于漏電產(chǎn)生的安全問題，保障人身安全；
4、支持無人化管理。簡化了充電流程，配合網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無人化管理，無需專業(yè)人員值守，將來更可以配合自動駕駛與車聯(lián)網(wǎng)，在方便了用戶的同時(shí)也降低了充電站的運(yùn)營成本。
無線充電會實(shí)現(xiàn)車輛的半動態(tài)及動態(tài)充電。當(dāng)然，想要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，需要在城市道路中埋設(shè)大量的充電板，在技術(shù)、安全、標(biāo)準(zhǔn)、成本以及政策等方面進(jìn)行更加深入的努力。
主流公司布局汽車無線充電市場
Evatran：一家專業(yè)從事大功率無線充電系統(tǒng)技術(shù)研究及充電產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造的公司，是將電動車無線感應(yīng)式充電技術(shù)推向市場的先導(dǎo)者。與豐田和通用汽車公司合作集成整合無線充電技術(shù)，目前銷售的3.3KW Plugless L2 的產(chǎn)品涵蓋了日產(chǎn)LEAF、雪佛蘭Volt 及凱迪拉克ELR 電動車，后續(xù)公司也將進(jìn)一步推出7.2KW以及10KW等大功率充電產(chǎn)品。
高通Halo：Halo無線充電系統(tǒng)包含四個(gè)部分：供電組件、充電板、車載接收板和車載控制器。利用了磁諧振效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)無線充電，并對其進(jìn)行了優(yōu)化，可以在確保高耦合系數(shù)的情況下降低系統(tǒng)電流，從而降低了傳輸過程中的能量損失，實(shí)現(xiàn)了高效率且高功率的無線充電模式。
高通的工程師表示，由于磁共振過程中能量的損失要低于電流在傳統(tǒng)線纜中的損耗，因此Halo無線充電的效率非常高，可以達(dá)到90%以上，超過了線纜充電。
中興通訊：中興通訊發(fā)布了國內(nèi)首條大功率無線充電公交示范線，并聯(lián)合東風(fēng)汽車推出了全國第一輛無線充電商用公交大巴。中興通訊的無線充電解決方案采用了電磁感應(yīng)的技術(shù)，充電功率可以達(dá)到 3kw-300kw。中興新能源汽車有限公司副總裁田鋒表示，隨著無線充電技術(shù)在手機(jī)上的普及，現(xiàn)在該技術(shù)也用在了新能源汽車之中。
沃爾沃：布局動態(tài)無線充電技術(shù)。在瑞典的測試中心建立了一條 1/4 英里長的軌道，電動汽車經(jīng)過時(shí)自動啟動充電功能，完成充電。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這套利用公路給電動汽車充電的系統(tǒng)。
大眾：推出了將自動泊車與無線充電相結(jié)合的停車場服務(wù)項(xiàng)目——V-charge。V-Charge由攝像頭和傳感器構(gòu)成的自動駕駛技術(shù)為基礎(chǔ)，充電部分則采用無線充電技術(shù)，并且可以通過智能手機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控。即當(dāng)司機(jī)將汽車停在停車場的入口，通過智能手機(jī)，驅(qū)動V-Charge程序，汽車便能通過識別數(shù)字地圖自行找到合適的車位。
當(dāng)然，在無線充電的發(fā)展中也需要考慮：充電效率、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、電磁輻射三大問題，以電磁波的形式進(jìn)行能量傳輸，可能會造成終端用戶對于電磁輻射安全的憂慮。但對于電動汽車無線充電發(fā)展的爭議與憂慮都不會成為真正的障礙，未來技術(shù)升級與普及推廣將帶來無線充電設(shè)備制造成本的進(jìn)一步降低，電動汽車無線充電技術(shù)最終將會進(jìn)入千家萬戶。