比充電樁還快 詳解快速無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)

想象一下如果你可以坐在車(chē)里不動(dòng)，在不到一小時(shí)內就能完成以前插入式充電4-7個(gè)小時(shí)的工作，那會(huì )是多美好。很遙遠么?其實(shí)不是。Momentum Dynamics公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)MD公司)正在悄然把這種感應式的充電技術(shù)帶到乘用車(chē)和商用車(chē)上。

Momentum Dynamics無(wú)線(xiàn)充電原型車(chē)

MD公司CEO AndyDaga透露幾乎所有乘用車(chē)、商用車(chē)車(chē)企都在積極推進(jìn)該技術(shù)。很顯然，能快充的電動(dòng)車(chē)更實(shí)用，日產(chǎn)聆風(fēng)采用的峰值功率50千瓦的CHAdeMO快充可以在一小時(shí)內充滿(mǎn)(半小時(shí)充80%)，而電池更大的特斯拉ModelS也能在其超級充電站(官方數據峰值功率可達130千瓦)里用不到兩小時(shí)充滿(mǎn)。

而MD公司的家用無(wú)線(xiàn)充電設備在原型機上能提供峰值功率10千瓦(50A/240V)。它完全不需要人來(lái)操作，安全可靠，而且電流產(chǎn)生的感應磁場(chǎng)可以“穿過(guò)”冰甚至水泥。設在公共場(chǎng)所的原型機則已經(jīng)測得了高達50千瓦的峰值功率。不過(guò)經(jīng)過(guò)多次試驗，公司認為25千瓦是“最佳功率”，并將它設為標準。根據這樣的數據，家用型無(wú)線(xiàn)充電器可以為續航里程小于160公里的電動(dòng)車(chē)半小時(shí)充80%，和當前主流的直流快充性能不相上下。

工作原理

MD公司的感應無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)其實(shí)很原始，最早可追溯至尼古拉·特斯拉還健在的年代。技術(shù)手段無(wú)非是在地上和車(chē)上分別裝一個(gè)感應線(xiàn)圈，只不過(guò)外形上要設計得足夠實(shí)用且足夠優(yōu)雅。這些看起來(lái)如同大號甜甜圈的線(xiàn)圈在MD公司副總裁BruceLong的設計下不僅厚度很薄而且效率很高。

據Daga介紹，他的充電系統將電磁場(chǎng)牢牢控制在其應用范圍以?xún)?，不?huì )影響到周?chē)饘傥矬w，比如車(chē)上的金屬部件，這大大提高了其高功率充電時(shí)的效率。 “25千瓦連續充電時(shí)整個(gè)系統效率可達91%，”Daga介紹稱(chēng)，“我們未來(lái)還可繼續講效率提高至93%。這效率是充到電池的功率比上墻上插座的功率。”

布置在底盤(pán)的感應線(xiàn)圈

經(jīng)過(guò)長(cháng)達五年的開(kāi)發(fā)、專(zhuān)利注冊、試制品測試等等，MD公司成功做到了充電時(shí)不對周?chē)饘偌訜?、而且充電速度可以和插入式相媲美，同時(shí)成本也沒(méi)有太多增長(cháng)。這項技術(shù)也已經(jīng)通過(guò)了國際電磁污染標準，對任何動(dòng)物都沒(méi)有傷害。為了未來(lái)大規模商業(yè)普及，MD公司也開(kāi)發(fā)了防止并排充電的兩臺車(chē)互相干擾的解決方案。

“這其實(shí)是一種近場(chǎng)通訊，”Daga說(shuō)，“它采用了無(wú)線(xiàn)輸電中存在的電磁場(chǎng)送電的同時(shí)進(jìn)行信息交流。”這項技術(shù)主要解決的問(wèn)題就是多車(chē)同時(shí)充電時(shí)所產(chǎn)生的信號互串干擾，這種漏洞極有可能為黑客攻擊提供渠道。MD公司也正在考慮把該技術(shù)注冊為專(zhuān)利。包括這項技術(shù)在內的多項“幕后”技術(shù)是真正讓MD公司走在無(wú)線(xiàn)充電前沿的法寶，而不僅僅是充電速度快。

至少目前有一家神秘車(chē)企正在評估MD的技術(shù)，并有可能讓其成為供應商。電動(dòng)車(chē)會(huì )在開(kāi)發(fā)階段就根據MD的無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)預先做好配置，在經(jīng)銷(xiāo)商那里隨時(shí)可以讓客戶(hù)選裝。MD目前正在測試的零售產(chǎn)品將在一年內成型，今后車(chē)主只需要買(mǎi)一個(gè)接收端放在車(chē)上就可以隨時(shí)使用，像目前的2級充電器一樣。

可能MD不一定是未來(lái)的第一家無(wú)線(xiàn)充電公司，但5-10千瓦的功率(根據家庭用電線(xiàn)路調整)在目前尚屬最快。Daga預計，今后MD公司的產(chǎn)品將有四分之三供給商用車(chē)，四分之一供給家用車(chē)，但后者會(huì )逐漸增長(cháng)。針對目前的形勢，Daga認為每個(gè)車(chē)企都同時(shí)在多種技術(shù)上下注，但最終無(wú)線(xiàn)充電勝出只是個(gè)時(shí)間問(wèn)題。到目前為止，特斯拉還并沒(méi)發(fā)布任何關(guān)于該技術(shù)的研究，但其他車(chē)企，比如豐田，就在和MD的一個(gè)重要競爭對手，發(fā)跡于美國麻省理工大學(xué)的 WiTricity合作做相關(guān)開(kāi)發(fā)。事實(shí)上WiTricity的客戶(hù)還包括日產(chǎn)、寶馬和本田。與MD公司不同的是，WiTricity公司的技術(shù)更加高端，采用了磁場(chǎng)共振方式送電。能量發(fā)送裝置和能量接收裝置在一個(gè)特定的頻率上共振就可以進(jìn)行彼此的能量交換。它一個(gè)重要的優(yōu)勢就是不需要像MD公司那種電磁感應式充電必須“對接到位”，同時(shí)它還允許發(fā)送和接受裝置采用不同的尺寸，增加了產(chǎn)品的通用性和延伸性。特別是對車(chē)載接收器來(lái)說(shuō)，如果能縮小尺寸，那車(chē)企就不用擔心車(chē)輛配重所引起的各類(lèi)麻煩。

電動(dòng)車(chē)發(fā)展勢不可擋

自動(dòng)充電絕對是個(gè)新的增長(cháng)點(diǎn)。就比如近日大眾公司推出的精致而復雜的自動(dòng)充電機械手。這或許是日耳曼式的工程驕傲，但他們過(guò)于復雜，價(jià)格也過(guò)高。與此同時(shí)，車(chē)企其實(shí)一直努力從根本上甩掉充電線(xiàn)和充電插頭，毫無(wú)疑問(wèn)自動(dòng)充電機械手并不符合這種訴求。汽車(chē)界目前對這項技術(shù)面臨著(zhù)一個(gè)兩難的境地：一方面，一向保守的車(chē)企們往往不愿意走得太快;但另一方面，他們也怕某些公司提前把它商業(yè)化后，車(chē)企將無(wú)路可走。

雖然很多人都仍對電動(dòng)車(chē)的發(fā)展持觀(guān)望態(tài)度，但近期高盛公司做出的題為《汽車(chē)時(shí)代的顛覆性新紀元》的研究報告預言到2025年，全球四分之一的車(chē)型將會(huì )是插電混動(dòng)或純電動(dòng)車(chē)。換句話(huà)說(shuō)，在總量達1.2億臺車(chē)中，插電混動(dòng)或純電動(dòng)的體量將達到三千萬(wàn)臺。同時(shí)由于目前該領(lǐng)域的主推力量來(lái)自政策和法規，高盛公司也預測未來(lái)十年中會(huì )有一個(gè)業(yè)態(tài)模式的轉變，充電方式必然會(huì )有新的解決方案出現。“汽車(chē)業(yè)必須張開(kāi)雙臂接納技術(shù)變革，迫切程度遠超以往。”高盛公司在報告中如是說(shuō)。

另一個(gè)來(lái)自摩根士丹利的報告則對未來(lái)更為看好，同樣也是依據對政策的預測進(jìn)行的未來(lái)展望。該報告預計十年后，美國車(chē)市上將有四分之一的新車(chē)銷(xiāo)售屬于電驅動(dòng)產(chǎn)品，相比如今的1%，這個(gè)數字的確十分樂(lè )觀(guān)。Daga說(shuō)，哪怕現實(shí)只有這個(gè)數字的一小部分，至少也會(huì )有越來(lái)越多的電動(dòng)車(chē)需要充電。