无线充电综述：发展历程、技术方式、主要企业...

2018-01-18 15:21:59 赛迪智库　点击量：评论 (0)

一、无线充电带来变革目前各类电动汽车的充电方式主要以充电站、充电桩或更换电池的模式为主，虽然全球充电站和充电桩的建设速度日益加快，

梅赛德斯奔驰计划于2018年推出首款无线充电系统，感应充电垫子被放置在车库或车道的地板上，车库或车道将动力传递到安装在车辆下侧的接收器板。当车辆进入充电垫的范围时，汽车显示屏上的指示灯将引导用户进入最有效充电的最佳位置。该系统支持的充电功率仅限于3.6 kW，意味着充电将需要更长时间。

奥迪于2017年7月亮相的A8L e-tron 插电式混动车采用无线充电技术，当车辆行驶到无线充电基座上时，基座会自动升起，贴近车辆底盘上的次级线圈通过磁场接收电能，功率为3.6kW。该无线充电技术的充电效率可达90%。

采用电磁共振式的企业主要有高通、丰田等。

高通是电动汽车无线充电的领先厂家，通过收购专注于无线充电的公司Halo，获取WCT。高通于2017年5月发布新闻称，已经完成了电动汽车行驶中无线充电试验，在100Km时速情况下，能达到20Kw的无线充电功率，并且测试了同时对两辆行驶中的车辆进行无线充电。高通称该项技术为DEVC，即动态电动汽车充电(dynamic electric vehicle ging)，是其无线电动汽车充电WEVC(wireless electric vehicle ging)解决方案的一种新方式。

除高通外，WiTricity，Evatran，KAIST等也提供面向电动汽车的WCT。

WiTricity研发的DRIVE 11无线充电系统，最大功率输出为11 kW，最高能效达到94%，该产品参照电动车及混动车标准版无线充电器的设计。DRIVE 11采用了可互操作性设计，其地面发射板(GA)可为车辆提供充电服务，提供三种业内标准(3.6 kW、7.7 kW或11 kW)，可直接在地面上或采用地埋铺设(ground-in)的方式安装。DRIVE 11车载接收板(VA)也提供低、中、高地隙(low-, -, and high-ground clearance)三种版本，可为各类乘用车、SUV及轻卡充电。

Evatran开发出了Plugless Power系统，可为特斯拉Model S提供无线充电。安装完成后，用户只需将车停到充电板上就可充电。从充电效果看，该系统相当于7.2kW二级线圈式充电桩，每小时充电量可供行驶20英里，对Model S60而言，充满电量需要8小时，Model S70需要10小时，Model S85需要12小时。如果没有车库，系统还能安装到户外，因为它防雨水，能经受的温度范围约-18度到50度。

五、无线充电面临的主要问题

虽然WCT优点明显，但也存在不少问题。

一是无统一技术标准。目前全球WCT标准包括两大联盟：WPC和AirFuel Alliance(2015年1月，PMA和A4WP宣布合并)。Qi标准由WPC制定，主推电磁感应式。 AirFuel的标准由其前身之一A4WP制定，主推磁场共振式。不过，目前标准的统一化正在推进。

二是充电效率问题。单纯从效率数值角度来看，WCT的充电效率峰值一般在90%左右，而传统充电效率可达95%。不过，随着技术研发投入的不断加大，已有多家公司表示实现了无线充电效率的大幅提升。

三是传递功率不够大，以目前的技术大多数传递功率一般在10kw以下。不过，在电动汽车上无线充电一般为慢充，这个功率是满足需求的，另外随着技术发展这个功率也会不断提升。

四是电磁辐射安全。WCT以电磁波的形式进行能量传输，可能会造成终端用户对于电磁辐射安全的忧虑。不过，根据对无线充电桩磁感应强度检测，数值远低于ICNIRP(国际非电离辐射防护委员会)给出的安全限值，电动汽车无线充电的辐射值在安全范围以内。

六、无线充电的未来趋势

未来，车企WCT商用化进程将进一步加速。

一方面是行业技术标准的确立和完善。2016年5月，美国汽车工程师协会(SAE International)发布了以WPT(Wireless Power Transfer)为纯电动及插电混动汽车充电的技术指南——SAE TIR J2954。制定了低速充电方面的无线能量传输的WPT协议，并为高速充电模式预留空间。SAE TIR J2954出台目的是保证车用无线充电应用的安全性和高效性，同时促成关键零部件参数和标准的统一，计划在2018年完成最终的标准化工作。汽车产业将这项指南的发布视为推动无线充电标准化的关键一步。此外，国际电工委员会(IEC)也在IEC 61980标准基础上，发布了两个重要的补充规定61980-2和61980-3，进一步完善了整车无线充电标准。大功率无线充电标准逐步完善。

另一方面是无线充电车道的推广。无线充电车道类似于加油站，当电动汽车电量不足时，就可以驶入铺设有无线充电系统的车道上，边走边充电，而且全过程不需要驾驶者下车操作。2013年，韩国科学技术院(KAIST)开发一个名为“网上电动车”(OLEV)的平台，推出了世界上第一条可连续充电的公交车道。感应充电依赖于道路下面的磁场充电板和公交车里的磁场充电板。当支持感应充电的公交车经过道路上的磁场充电板时，二者就会“连通”，电流就会进行传输，从而给车上的电池充电。2016年，我国首条电动汽车无线充电车道也在广西面世。目前，包括中国在内，全世界多国都在研制无线充电车道，未来其推广程度将进一步加大。

由于具备可靠性高、安全性高、空间利用率高、使用与管理便捷等优势，WCT将成为未来电动汽车充电设备的主要发展方向之一。总体来看，目前大功率WCT已经较为成熟，WCT的发展将首先寻求与主流传统充电技术的共存，逐渐改善充电设施的便捷性与适用性，然后结合无人驾驶与车联网技术实现全面的推广普及。未来技术升级与普及推广将带来无线充电设备制造成本的进一步降低，随着新能源汽车的不断普及，相应对充电设施的需求也呈几何级别增长，WCT将深刻的改变目前电动汽车充电设备的格局。

原标题:无线充电：促进电动汽车普及的重要技术