詳解電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電技術(shù) 各大品牌絕活“亮相”

感應(yīng)式的無(wú)線電能傳輸算是目前比較成熟的技術(shù)，很多手機(jī)無(wú)線充電、甚至我們常見(jiàn)的電磁爐就是利用的這種原理。由于數(shù)碼設(shè)備空間小，接收線圈也小，加上充電設(shè)備功率小，所以通常充電的距離近(甚至需要與充電座接觸)，不過(guò)相對(duì)電磁輻射也小。A：現(xiàn)在劃分的無(wú)線充電類(lèi)型有好些種，比如感應(yīng)式、共振式、微波傳輸式等等，不過(guò)總體來(lái)說(shuō)，它們的基本原理都是一樣的，就是利用交變電磁場(chǎng)的電磁感應(yīng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)能量的無(wú)線傳輸。

共振式則是麻省理工目前在開(kāi)發(fā)的一類(lèi)充電技術(shù)，說(shuō)起來(lái)也不復(fù)雜，他們利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象，加上共振的原理，能提升無(wú)線充電的效率。共振傳輸?shù)木嚯x比普通感應(yīng)式更遠(yuǎn)一些，而麻省理工目前正在進(jìn)行小型化的研究——對(duì)于車(chē)長(zhǎng)好幾米的電動(dòng)車(chē)來(lái)說(shuō)，這方面的技術(shù)壓力倒不是太大。

微波傳輸式此前更多出現(xiàn)在科幻電影或者小說(shuō)里面，實(shí)際上它也是無(wú)線電力傳輸?shù)囊粋€(gè)很好的方式，只不過(guò)受到發(fā)送功率等方面的限制，并未大規(guī)模實(shí)用化。微波傳輸?shù)淖畲蠛锰幘褪莻鬏斁嚯x遠(yuǎn)，甚至可以實(shí)現(xiàn)航天器與地面之間的能量傳輸，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)定向傳輸(發(fā)射天線有方向性)，未來(lái)前景值得期待。

A：無(wú)線充電的第一個(gè)好處就是不需要線，不必為了到處找充電線而費(fèi)神。第二就是無(wú)線充電在硬件方面的標(biāo)準(zhǔn)更容易統(tǒng)一。

無(wú)線充電的好處有哪些?有待解決的問(wèn)題有哪些?

A： 一、傳輸效率是所有無(wú)線充電都面臨的問(wèn)題，對(duì)于電動(dòng)車(chē)這樣充電功率更大的“電器”來(lái)說(shuō)更是如此——電能首先轉(zhuǎn)換為無(wú)線電波，再由無(wú)線電波轉(zhuǎn)換成電能，這兩次轉(zhuǎn)換都會(huì)損失不少的能量。

二、電磁相容也是無(wú)線充電需要解決的技術(shù)瓶頸之一。電磁波很容易產(chǎn)生洩漏，當(dāng)大功率的車(chē)用無(wú)線充電設(shè)備運(yùn)行時(shí)，也會(huì)對(duì)周?chē)纳锖碗娮釉O(shè)備產(chǎn)生影響，甚至?xí)：θ梭w健康。利用封閉的自動(dòng)智慧化車(chē)庫(kù)安裝無(wú)線充電設(shè)備是解決電磁相容比較好的途徑，不過(guò)成本也確實(shí)不菲。

三、電氣標(biāo)準(zhǔn)等方面的問(wèn)題。

有哪些典型案例呢?

A：從國(guó)外車(chē)企來(lái)看特斯拉 沃爾沃 奧迪 寶馬 奔馳等傳統(tǒng)汽車(chē)都已經(jīng)開(kāi)始研發(fā)或測(cè)試旗下電動(dòng)車(chē)的無(wú)線充電系統(tǒng)。全球通訊以及IT界的新貴們也將“觸角”伸向了電動(dòng)車(chē)無(wú)線充電的新領(lǐng)域。而在無(wú)線充電的規(guī)劃和靜態(tài)還是動(dòng)態(tài)充電的選擇上，國(guó)內(nèi)外車(chē)企則各有不同。

一、沃爾沃：利用道路進(jìn)行無(wú)線充電

沃爾沃已在瑞典的 H llered 測(cè)試中心建立了一條 1/4 英里長(zhǎng)的軌道，用一輛卡車(chē)進(jìn)行測(cè)試。未來(lái)，當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)需要充電時(shí)，必須安裝無(wú)線發(fā)射器讓道路感知，然后經(jīng)過(guò)加密信號(hào)啟動(dòng)充電功能。由于對(duì)速度有要求，沃爾沃的這一充電系統(tǒng)適合在高速路上實(shí)行，如果未來(lái)成真，人們出遠(yuǎn)門(mén)的時(shí)候就不用擔(dān)心電力問(wèn)題。在瑞典，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(cè)試?yán)霉方o電動(dòng)汽車(chē)充電，通過(guò)將兩個(gè)電源線鋪設(shè)在公路上，電動(dòng)車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)便可獲得電力供應(yīng)。這項(xiàng)技術(shù)的核心在于汽車(chē)得搭載集電器，集電器與公路上的電纜連線，利用直流電充電。汽車(chē)不必走在電纜的中央，但必須時(shí)速大于 60 公里。

利用公路地表進(jìn)行無(wú)線充電很可能是未來(lái)的發(fā)展方向，相比地面上的設(shè)施，它的好處是不需要占用地面空間，可減少建設(shè)、維護(hù)成本。汽車(chē)不需要停下來(lái)進(jìn)行充電，可持續(xù)駕駛。

沃爾沃的這一舉措是為了給電動(dòng)汽車(chē)打造一個(gè)良好的充電網(wǎng)絡(luò)。不過(guò)它需要面對(duì)很多普及的問(wèn)題，比如公路建設(shè)、設(shè)計(jì)問(wèn)題、集電器、電動(dòng)汽車(chē)的支持等。就像無(wú)人駕駛一樣，這是一個(gè)浩大的工程，短期內(nèi)還難以實(shí)現(xiàn)。

高通：Halo的感應(yīng)充電系統(tǒng)

高通Halo的感應(yīng)充電系統(tǒng)是個(gè)相對(duì)直接明了的構(gòu)想：一個(gè)由兩個(gè)鐵氧體組成的變壓器，兩者的旁邊還各有一個(gè)電線線圈。一般來(lái)講，這兩個(gè)部分是連接在一起的。交流電會(huì)在第一個(gè)線圈中被轉(zhuǎn)換成磁場(chǎng)，隨后再被第二個(gè)線圈轉(zhuǎn)換成直流電。而高通Halo卻將兩個(gè)鐵氧體分離開(kāi)來(lái)，并讓系統(tǒng)跨越空氣間隔實(shí)現(xiàn)最大功率傳輸。在2015年4月22日的Formula E電動(dòng)方程式錦標(biāo)賽上，高通就展示了自己研發(fā)的Halo無(wú)線汽車(chē)充電技術(shù)。只要將車(chē)開(kāi)到充電墊的正上方，當(dāng)充電線圈對(duì)齊之后，電流便會(huì)開(kāi)始輸送到汽車(chē)當(dāng)中。如果汽車(chē)和墊子之間存在外來(lái)物體，系統(tǒng)還可自動(dòng)暫停充電。

Halo的無(wú)線充電器被放置在了車(chē)尾的位置，是一個(gè)比機(jī)上盒稍大一些的金屬盒子，并連接著幾條橙色的電線。至于另一半的充電器，就在汽車(chē)的下方。感應(yīng)充電其實(shí)是可以作用于移動(dòng)中的車(chē)輛的。Halo目前已經(jīng)具備了半動(dòng)態(tài)充電的能力，可在最高30mph的速度下進(jìn)行電能傳輸。

日產(chǎn)無(wú)線充電汽車(chē)

日產(chǎn)魔方電動(dòng)車(chē)采用了可在供電線圈和受電線圈之間提供電力的電磁感應(yīng)方式。即將一個(gè)受電線圈裝置安裝在汽車(chē)的底盤(pán)上，將另一個(gè)供電線圈裝置安裝在地面，當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)駛到供電線圈裝置上，受電線圈即可接受到供電線圈的電流，從而對(duì)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(nèi)完成充電。

日本無(wú)線充電式混合動(dòng)力巴士：電磁感應(yīng)式，供電線圈是埋入充電臺(tái)的混凝土中的。車(chē)開(kāi)上充電臺(tái)后，當(dāng)車(chē)載線圈對(duì)準(zhǔn)供電線圈后(重合)，車(chē)內(nèi)的儀表板上有一個(gè)指示燈會(huì)亮，司機(jī)按一下充電按鈕，就開(kāi)始充電。

中興：無(wú)線供電系統(tǒng)

中興通訊的無(wú)線供電系統(tǒng)是通過(guò)非接觸的電磁感應(yīng)方式進(jìn)行電力傳輸。當(dāng)充電車(chē)輛在充電停車(chē)位停泊后，就能自動(dòng)通過(guò)無(wú)線接入充電場(chǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)，建立起地面系統(tǒng)和車(chē)載系統(tǒng)的通信鏈路，并完成車(chē)輛鑒權(quán)和其他相關(guān)資訊交換。

充電位元也可以通過(guò)有線或者無(wú)線的方式和云服務(wù)中心進(jìn)行互聯(lián)。一旦出現(xiàn)充電和受電的任何隱患，地面充電組件將立即停止充電并報(bào)警，確保充電過(guò)程安全可靠。最重要的是，無(wú)線充電系統(tǒng)在車(chē)輛運(yùn)行時(shí)完全不工作，即使車(chē)輛在上面駛過(guò)，或者在雷雨等惡劣天氣情況下，也能確保安全。[!--empirenews.page--]

比亞迪：WAVE無(wú)線充電墊

比亞迪早在2005年12月就申請(qǐng)了非接觸感應(yīng)式充電器專(zhuān)利。在2014年7月賣(mài)給猶他大學(xué)一輛40英尺的純電動(dòng)巴士，這款巴士就裝配著最新的WAVE無(wú)線充電墊。

奧迪：可升降的無(wú)線充電系統(tǒng)

奧迪的可升降的無(wú)線充電系統(tǒng)最大的特點(diǎn)就是可讓供電線圈更靠近車(chē)輛底部的受電線圈，實(shí)現(xiàn)了超過(guò)90%的電力傳輸效率。這種方式能讓一些高底盤(pán)的SUV在充電時(shí)保證更好的充電效率。奧迪的無(wú)線充電技術(shù)僅需要使用者將停車(chē)位元元上安置一塊配置線圈和逆變器(AC/AC)充電板，并連接至電網(wǎng)，當(dāng)車(chē)輛停在電板上時(shí)，充電過(guò)程會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟。

這種充電的原理是充電板內(nèi)的交變磁場(chǎng)將3.3千瓦的交變電流感應(yīng)至集成在車(chē)內(nèi)次級(jí)線圈的空氣層中，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電流逆向并輸入到車(chē)輛的充電系統(tǒng)中。當(dāng)電池組充滿(mǎn)電時(shí)，充電將自動(dòng)中止。感應(yīng)式無(wú)線充電所需的充電時(shí)間與電纜充電所需的充電時(shí)間大致相同，且用戶(hù)可以隨時(shí)中斷充電并使用車(chē)輛。

奧迪的無(wú)線充電技術(shù)效率超過(guò)90%，不受譬如雨雪或結(jié)冰等天氣因素的影響。同時(shí)，交變磁場(chǎng)只有當(dāng)車(chē)輛在充電板上方時(shí)才會(huì)產(chǎn)生，且不對(duì)人體或動(dòng)物構(gòu)成傷害。未來(lái)利用感應(yīng)線圈的充電原理，奧迪電動(dòng)汽車(chē)不僅可以在駛?cè)胲?chē)位后自動(dòng)開(kāi)始充電，甚至可以在設(shè)有感應(yīng)線圈的公路上，一邊行駛一邊充電。

特斯拉

在19世紀(jì)90年代，尼古拉•特斯拉發(fā)明了“特斯拉線圈”，能夠通過(guò)空氣傳播電力，開(kāi)啟了無(wú)線式電力傳播的時(shí)代。在“2011年國(guó)際消費(fèi)電子展”上，美國(guó)安利公司旗下子公司富爾頓創(chuàng)新公司展示了無(wú)線充電技術(shù)，并推出了世界上第一輛無(wú)線充電的特斯拉汽車(chē)。目前，特斯拉希望能在各個(gè)大城市中建立起一張張相互連接的充電網(wǎng)，以解決電動(dòng)車(chē)很容易出現(xiàn)的電力不足問(wèn)題。