無線充電綜述：發展歷程、技術方式、主要企業...

2018-01-18 15:21:59 賽迪智庫　點擊量：評論 (0)

一、無線充電帶來變革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，雖然全球充電站和充電樁的建設速度日益加快，

梅賽德斯奔馳計劃于2018年推出首款無線充電系統，感應充電墊子被放置在車庫或車道的地板上，車庫或車道將動力傳遞到安裝在車輛下側的接收器板。當車輛進入充電墊的范圍時，汽車顯示屏上的指示燈將引導用戶進入最有效充電的最佳位置。該系統支持的充電功率僅限于3.6 kW，意味著充電將需要更長時間。

奧迪于2017年7月亮相的A8L e-tron 插電式混動車采用無線充電技術，當車輛行駛到無線充電基座上時，基座會自動升起，貼近車輛底盤上的次級線圈通過磁場接收電能，功率為3.6kW。該無線充電技術的充電效率可達90%。

采用電磁共振式的企業主要有高通、豐田等。

高通是電動汽車無線充電的領先廠家，通過收購專注于無線充電的公司Halo，獲取WCT。高通于2017年5月發布新聞稱，已經完成了電動汽車行駛中無線充電試驗，在100Km時速情況下，能達到20Kw的無線充電功率，并且測試了同時對兩輛行駛中的車輛進行無線充電。高通稱該項技術為DEVC，即動態電動汽車充電(dynamic electric vehicle ging)，是其無線電動汽車充電WEVC(wireless electric vehicle ging)解決方案的一種新方式。

除高通外，WiTricity，Evatran，KAIST等也提供面向電動汽車的WCT。

WiTricity研發的DRIVE 11無線充電系統，最大功率輸出為11 kW，最高能效達到94%，該產品參照電動車及混動車標準版無線充電器的設計。DRIVE 11采用了可互操作性設計，其地面發射板(GA)可為車輛提供充電服務，提供三種業內標準(3.6 kW、7.7 kW或11 kW)，可直接在地面上或采用地埋鋪設(ground-in)的方式安裝。DRIVE 11車載接收板(VA)也提供低、中、高地隙(low-, -, and high-ground clearance)三種版本，可為各類乘用車、SUV及輕卡充電。

Evatran開發出了Plugless Power系統，可為特斯拉Model S提供無線充電。安裝完成后，用戶只需將車停到充電板上就可充電。從充電效果看，該系統相當于7.2kW二級線圈式充電樁，每小時充電量可供行駛20英里，對Model S60而言，充滿電量需要8小時，Model S70需要10小時，Model S85需要12小時。如果沒有車庫，系統還能安裝到戶外，因為它防雨水，能經受的溫度范圍約-18度到50度。

五、無線充電面臨的主要問題

雖然WCT優點明顯，但也存在不少問題。

一是無統一技術標準。目前全球WCT標準包括兩大聯盟：WPC和AirFuel Alliance(2015年1月，PMA和A4WP宣布合并)。Qi標準由WPC制定，主推電磁感應式。 AirFuel的標準由其前身之一A4WP制定，主推磁場共振式。不過，目前標準的統一化正在推進。

二是充電效率問題。單純從效率數值角度來看，WCT的充電效率峰值一般在90%左右，而傳統充電效率可達95%。不過，隨著技術研發投入的不斷加大，已有多家公司表示實現了無線充電效率的大幅提升。

三是傳遞功率不夠大，以目前的技術大多數傳遞功率一般在10kw以下。不過，在電動汽車上無線充電一般為慢充，這個功率是滿足需求的，另外隨著技術發展這個功率也會不斷提升。

四是電磁輻射安全。WCT以電磁波的形式進行能量傳輸，可能會造成終端用戶對于電磁輻射安全的憂慮。不過，根據對無線充電樁磁感應強度檢測，數值遠低于ICNIRP(國際非電離輻射防護委員會)給出的安全限值，電動汽車無線充電的輻射值在安全范圍以內。

六、無線充電的未來趨勢

未來，車企WCT商用化進程將進一步加速。

一方面是行業技術標準的確立和完善。2016年5月，美國汽車工程師協會(SAE International)發布了以WPT(Wireless Power Transfer)為純電動及插電混動汽車充電的技術指南——SAE TIR J2954。制定了低速充電方面的無線能量傳輸的WPT協議，并為高速充電模式預留空間。SAE TIR J2954出臺目的是保證車用無線充電應用的安全性和高效性，同時促成關鍵零部件參數和標準的統一，計劃在2018年完成最終的標準化工作。汽車產業將這項指南的發布視為推動無線充電標準化的關鍵一步。此外，國際電工委員會(IEC)也在IEC 61980標準基礎上，發布了兩個重要的補充規定61980-2和61980-3，進一步完善了整車無線充電標準。大功率無線充電標準逐步完善。

另一方面是無線充電車道的推廣。無線充電車道類似于加油站，當電動汽車電量不足時，就可以駛入鋪設有無線充電系統的車道上，邊走邊充電，而且全過程不需要駕駛者下車操作。2013年，韓國科學技術院(KAIST)開發一個名為“網上電動車”(OLEV)的平臺，推出了世界上第一條可連續充電的公交車道。感應充電依賴于道路下面的磁場充電板和公交車里的磁場充電板。當支持感應充電的公交車經過道路上的磁場充電板時，二者就會“連通”，電流就會進行傳輸，從而給車上的電池充電。2016年，我國首條電動汽車無線充電車道也在廣西面世。目前，包括中國在內，全世界多國都在研制無線充電車道，未來其推廣程度將進一步加大。

由于具備可靠性高、安全性高、空間利用率高、使用與管理便捷等優勢，WCT將成為未來電動汽車充電設備的主要發展方向之一。總體來看，目前大功率WCT已經較為成熟，WCT的發展將首先尋求與主流傳統充電技術的共存，逐漸改善充電設施的便捷性與適用性，然后結合無人駕駛與車聯網技術實現全面的推廣普及。未來技術升級與普及推廣將帶來無線充電設備制造成本的進一步降低，隨著新能源汽車的不斷普及，相應對充電設施的需求也呈幾何級別增長，WCT將深刻的改變目前電動汽車充電設備的格局。

原標題:無線充電：促進電動汽車普及的重要技術