淺析電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)種類(lèi)及發(fā)展趨勢

無(wú)線(xiàn)充電的歷史要追溯到1901年，尼古拉·特斯拉在紐約長(cháng)島建立了無(wú)線(xiàn)充電塔——沃登克里弗塔進(jìn)行無(wú)線(xiàn)輸電試驗，雖然項目最后以失敗告終。一個(gè)世紀之后，無(wú)線(xiàn)充電的研究迎來(lái)了新的源動(dòng)力，應用范圍也非常廣泛——小到電動(dòng)牙刷、遙控器、智能手機，大到電動(dòng)汽車(chē)、石油鉆塔。各行各業(yè)的巨頭們都紛紛加入到了研發(fā)行列。無(wú)線(xiàn)充電的原理無(wú)線(xiàn)充電可以分為四種方式：1.電磁感應式;2.磁場(chǎng)共振式;3.電場(chǎng)耦合式;4.無(wú)線(xiàn)電波式。由于電場(chǎng)耦合和無(wú)線(xiàn)電波這兩種方式的傳輸功率較小，目前電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)主要采用電磁感應式和磁場(chǎng)共振式。

電磁感應式算是目前比較成熟的技術(shù)，很多手機無(wú)線(xiàn)充電、甚至我們常見(jiàn)的電磁爐就是利用的這種原理。初級線(xiàn)圈一定頻率的交流電，通過(guò)電磁感應在次級線(xiàn)圈鐘產(chǎn)生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉移到接收端。使用時(shí)要求兩個(gè)設備的距離必須很近，供電距離控制在0mm～10cm左右，而且充電只能對準線(xiàn)圈一對一進(jìn)行。電磁感應式無(wú)線(xiàn)充電的能量轉換率高，傳輸功率范圍較大，能從幾瓦到幾千瓦。

磁場(chǎng)共振式原理與聲波共振類(lèi)似，只要兩個(gè)介質(zhì)具有相同的共振頻率，就能夠傳遞能量。這種方式的充電距離在電磁感應式與無(wú)線(xiàn)電波式之間，優(yōu)點(diǎn)是傳輸功率較大，能夠達到幾千瓦，可以同時(shí)對多個(gè)設備進(jìn)行充電，不要求兩個(gè)設備之間線(xiàn)圈對應;缺點(diǎn)就是損耗很高，距離越遠，傳輸功率越大，損耗也就越大，最麻煩的是必須對使用的頻段進(jìn)行保護。

電動(dòng)汽車(chē)采用電磁感應式或磁場(chǎng)共振式其構型基本一致，將充電電纜和反射線(xiàn)圈埋設在停車(chē)位組成供電機構，當車(chē)輛駛入停車(chē)位，安裝在車(chē)輛底部的接收線(xiàn)圈與發(fā)射線(xiàn)圈重合，車(chē)輛與充電服務(wù)器建立通訊開(kāi)始充電，發(fā)射線(xiàn)圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，接收線(xiàn)圈產(chǎn)生電流通過(guò)逆變器將電能傳遞到電池。

廠(chǎng)商大顯身手

目前無(wú)線(xiàn)充電的方式采用電磁感應式的居多，以寶馬奔馳為代表，目前在部分車(chē)型上進(jìn)行驗證，電磁感應式的結構相對簡(jiǎn)單，傳輸功率較大。但接收線(xiàn)圈和發(fā)射線(xiàn)圈需要對齊，為了保證對齊準確，一般與自動(dòng)泊車(chē)相結合來(lái)保證正常充電。相比歐洲廠(chǎng)家，日系車(chē)輛更傾向于磁共振式無(wú)線(xiàn)充電，磁共振方式傳遞的效率更高，傳遞距離遠且感應線(xiàn)圈可以不需要對齊，但技術(shù)復雜，且容易造成輻射可能帶來(lái)電磁傷害。

BMW的無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)

奧迪可升降無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)

日系方面，豐田公司2014年也加入無(wú)線(xiàn)充電的行列，由于無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)對位置要求高，豐田專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)了一套泊車(chē)輔助功能，可在中控顯示屏上顯示發(fā)射線(xiàn)圈的位置，供司機停車(chē)時(shí)瞄準。

豐田無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)

本田的無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)采用磁場(chǎng)共振式，當發(fā)射端和接收端有著(zhù)相同的共振頻率，就能傳遞能量。據本田宣稱(chēng)，只要有80%的面積重合，就可以為車(chē)輛充電。因此對于位置要求相對低，且支持一對多充電。日產(chǎn)魔方電動(dòng)車(chē)采用了可在供電線(xiàn)圈和受電線(xiàn)圈之間提供電力的電磁感應方式。即將一個(gè)受電線(xiàn)圈裝置安裝在汽車(chē)的底盤(pán)上，將另一個(gè)供電線(xiàn)圈裝置安裝在地面，當電動(dòng)汽車(chē)駛到供電線(xiàn)圈裝置上，受電線(xiàn)圈即可接受到供電線(xiàn)圈的電流，從而對電池進(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(chē)可在7-8小時(shí)內完成充電。

爭議中發(fā)展，前景無(wú)限

從無(wú)線(xiàn)電能傳輸被發(fā)明以來(lái)，一直就爭議不斷，通古斯大爆炸很多人都懷疑是特斯拉進(jìn)行無(wú)線(xiàn)輸電試驗導致的。同樣，無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)在電動(dòng)車(chē)上的推廣也存在爭議，傳統汽車(chē)廠(chǎng)對無(wú)線(xiàn)充電大多充滿(mǎn)熱情，但Tesla Motor s卻似乎對無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)并不感冒，特別是CEO伊隆·馬斯克認為無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)和超級充電站相比，無(wú)線(xiàn)充電屬于一種“低效且低能”的充電方式。

總結反對的原因主要出于3個(gè)方面：充電效率不高，峰值效率為90%左右，而傳統充電的效率在95%左右;傳遞功率不夠大，以目前的技術(shù)大多數傳遞功率一般在10kw以下，在電動(dòng)車(chē)輛上無(wú)線(xiàn)充電一般為慢充，這個(gè)功率是滿(mǎn)足需求的，另外隨著(zhù)技術(shù)發(fā)展這個(gè)功率也會(huì )不斷提升;安全性問(wèn)題，車(chē)輛無(wú)線(xiàn)充電主要采用電磁方式，存在輻射泄漏的問(wèn)題。

同樣，無(wú)線(xiàn)充電的優(yōu)勢也十分明顯，尤其是在公共場(chǎng)所停車(chē)場(chǎng)：充電設備占地小、充電便利性高;充電設施可無(wú)人值守、后期維護成本低;在相同的占地面積下，相比于傳統的充電樁充電，使用無(wú)線(xiàn)充電可以充電的電動(dòng)車(chē)數量有所提升，增大了空間利用率?？萍几淖兩?，無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)作為一種炫酷、便捷的充電方式會(huì )逐漸在電動(dòng)汽車(chē)搭載應用，而電動(dòng)汽車(chē)的走俏也為無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)開(kāi)辟了新的市場(chǎng)商機，我們期待著(zhù)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)在將來(lái)能夠大放異彩。