隨著無(wú)線充電技術(shù)的日漸成熟，其在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用也逐漸成為了大家關(guān)注的焦點(diǎn)，但是在實(shí)際應(yīng)用中依然存在著諸多問(wèn)題，如充電效率不高、安全可靠性較差、干擾因素較多等。電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電技術(shù)到底還需多久才能進(jìn)入我們的生活呢？

無(wú)線充電原理

無(wú)線充電簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是在不通過(guò)實(shí)體電線連接的情況下，通過(guò)電磁場(chǎng)或電磁波等方式來(lái)為用電設(shè)備進(jìn)行充電。

目前主要有三種方式：電磁感應(yīng)式、電磁共振式、無(wú)線電波式。

1電磁感應(yīng)式

通過(guò)初級(jí)和次級(jí)線圈感應(yīng)產(chǎn)生電流，從而將能量從傳輸段轉(zhuǎn)移到接收端。

電磁感應(yīng)式無(wú)線充電技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的量產(chǎn)，在生產(chǎn)和成本上低于其它技術(shù)，并已經(jīng)經(jīng)過(guò)市場(chǎng)的檢驗(yàn)；但是電磁感應(yīng)在傳輸距離上太短，隨著距離的增加，充電過(guò)程中的電能損耗會(huì)增加，效率降低。

2電磁共振式

通過(guò)兩個(gè)振動(dòng)頻率相同的物體高效傳輸能量，當(dāng)發(fā)射器和接收器端以同一頻率振動(dòng)時(shí)，接收器會(huì)從發(fā)射器產(chǎn)生的電磁場(chǎng)獲得能量，并將其轉(zhuǎn)換為電流來(lái)為移動(dòng)設(shè)備供電或充電。

3無(wú)線電波式

通過(guò)整流電路將電磁波轉(zhuǎn)換成電能，從而為用電設(shè)備進(jìn)行充電。

無(wú)線電波的技術(shù)目前無(wú)法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離有效傳輸，當(dāng)電磁波能量越集中時(shí)，方向性才能夠保證，像激光在空間傳輸要受到空氣和塵埃的折射，導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)移率極低。

無(wú)線充電的優(yōu)勢(shì)

1

無(wú)線充電非常的便捷。目前的汽車(chē)在補(bǔ)充能源上，都需要經(jīng)過(guò)加油槍加油或者充電頭充電，而無(wú)線充電只需要你將車(chē)停在無(wú)線充電點(diǎn)即可，非常方便。

2

安全性，這是無(wú)線充電的一大優(yōu)勢(shì)。目前的高電壓的充電樁擺放在外面并不安全，尤其是在露天一些雨天等惡劣天氣環(huán)境中，擁有極大地安全隱患。另外如果遇到惡意破壞的情況下，充電樁也非常容易引發(fā)危險(xiǎn)。而無(wú)線充電樁埋在地下，可以很好地適應(yīng)惡劣天氣以及避免惡意破壞。

3

可靠性高。在車(chē)長(zhǎng)期的使用中，車(chē)裸露的充電部分會(huì)因?yàn)殡s物造成充電效率的下降以及各種問(wèn)題的產(chǎn)生，而無(wú)線充電則只需要將無(wú)線充電模塊置入汽車(chē)即可，很容易避免這些問(wèn)題的產(chǎn)生。

電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電普及和流行還須假以時(shí)日，而且必須跨過(guò)幾個(gè)關(guān)鍵的坎

1價(jià)格

首先，無(wú)線充電的元器件比有線充電樁要多出電磁感應(yīng)相關(guān)的部件。整體成本比有線充電樁高很多，甚至是幾倍。

現(xiàn)在商業(yè)化比較早的Plugless3.3-7kW無(wú)線充電產(chǎn)品價(jià)格在1500-2500美金。而有線充電樁7kW充電樁的價(jià)格300-500美金。無(wú)線充電想要大規(guī)模普及，首先要把自身價(jià)格降下來(lái)。

2安全

電動(dòng)汽車(chē)的無(wú)線充電，功率在3.3kW以上，存在輻射，引起金屬融化，活物傷害的風(fēng)險(xiǎn)。所以無(wú)線充電產(chǎn)品需要保證符合規(guī)范的低輻射，并提供異物檢測(cè)和活物保護(hù)兩大關(guān)鍵功能。

異物檢測(cè)（FOD，F(xiàn)oreignobjectdetection）需要在地面發(fā)射板中集成異物檢測(cè)傳感器，目前有廠家采用了電子線圈陣列作為傳感器，來(lái)檢測(cè)發(fā)射板和接收板之間是否有異物存在。檢測(cè)物體最小約為一個(gè)硬幣大小。系統(tǒng)一旦檢測(cè)到異物，會(huì)及時(shí)采取措施，預(yù)防危險(xiǎn)。

活物保護(hù)（LOP，Liveobjectprotection）同樣需要在地面發(fā)射板中集成活物保護(hù)傳感器，及時(shí)檢測(cè)出發(fā)射板和接收板之間是否有活物?；钗餀z測(cè)可以采用攝像頭，紅外，雷達(dá)等多種傳感器。綜合來(lái)看，雷達(dá)的整體效果最好，活物尺寸在1瓶礦泉水大小可以被檢測(cè)到，并及時(shí)采取措施，保護(hù)活物。

3標(biāo)準(zhǔn)化

需要不同設(shè)備商提供的發(fā)射板和接收板能夠兼容對(duì)接，安裝A廠家的車(chē)輛可以到B廠家的發(fā)射設(shè)備上去充電，這就需要業(yè)界有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和兼容性。

4體驗(yàn)

因?yàn)闊o(wú)線充電需要車(chē)載接收板和地面發(fā)射板對(duì)齊度比較好的情況下才能達(dá)到較高的充電效率，這就要求汽車(chē)司機(jī)停車(chē)的位置精度高。

現(xiàn)在的無(wú)線充電產(chǎn)品一般要求發(fā)射板和接收板的偏移范圍是15cm，對(duì)汽車(chē)司機(jī)也是一項(xiàng)小小的挑戰(zhàn)，并對(duì)充電體驗(yàn)有重要影響。

好在隨著配備自動(dòng)泊車(chē)功能的車(chē)型越來(lái)越多，集成自動(dòng)泊車(chē)和無(wú)線充電系統(tǒng)的車(chē)輛就不需司機(jī)操心對(duì)齊的過(guò)程，能極大改善使用體驗(yàn)。

5用戶習(xí)慣和心理

電動(dòng)汽車(chē)在今天還是一個(gè)較為新生的事物，廣大消費(fèi)者還需要一定的時(shí)間去接受，電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電更是超前的黑科技，用戶對(duì)于安全，可靠，性能等都有一些懷疑，接受度還很低，就像其他很多新興事物一樣，需要一個(gè)過(guò)程才能逐步為大眾所接受。

這里還需要說(shuō)明一個(gè)信息：充電功率和效率這兩個(gè)指標(biāo)直接關(guān)系到充電速度和總體充電時(shí)間。而現(xiàn)在無(wú)線充電在技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)7kW以上的功率，90%左右的效率已經(jīng)沒(méi)有問(wèn)題。所以這兩個(gè)大家關(guān)注的因素不會(huì)成為無(wú)線充電普及的障礙。

無(wú)線充電輻射幾何？

2007年，WHO（世界衛(wèi)生組織）向各成員國(guó)推薦使用ICNIRP（國(guó)際非電離輻射防護(hù)委員會(huì)）的《限制時(shí)變電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電磁場(chǎng)曝露（300GHz）導(dǎo)則》（ICNIRP1998）。其中提出的標(biāo)準(zhǔn)限值是工頻電場(chǎng)強(qiáng)度不超過(guò)5千伏/米，磁場(chǎng)強(qiáng)度不超過(guò)0.1mT（1mT=1000μT），在此范圍內(nèi)的極低頻（電網(wǎng)頻率固定為50赫茲）電磁場(chǎng)對(duì)人體無(wú)害。2010年，根據(jù)“國(guó)際電磁場(chǎng)計(jì)劃”的評(píng)估結(jié)果和新的科學(xué)進(jìn)展，ICNIRP修訂了針對(duì)100kHz以下頻段的新標(biāo)準(zhǔn)（ICNIRP2010），將磁場(chǎng)強(qiáng)度的安全限值提高到0.2mT。由此可見(jiàn)，對(duì)于日常生活中輻射，我們大可不必過(guò)分焦慮，只要稍加注意和調(diào)節(jié)即可。

說(shuō)了這么多，我們還是來(lái)看一下，無(wú)線充電輻射到底有多少吧。

上圖為煙臺(tái)市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)所對(duì)中惠創(chuàng)智無(wú)線供電技術(shù)有限公司7.7kW無(wú)線充電樁磁感應(yīng)強(qiáng)度檢測(cè)的檢測(cè)報(bào)告。

我們可以看到，車(chē)內(nèi)測(cè)試結(jié)果0.066-0.034μT，在靠近充電裝置的車(chē)頭位置檢測(cè)到的磁場(chǎng)強(qiáng)度最高值為7.001μT，而在離開(kāi)車(chē)前位置，磁場(chǎng)強(qiáng)度就變成了0.206-0.134μT。

根據(jù)測(cè)試結(jié)果，這個(gè)數(shù)值遠(yuǎn)低于ICNIRP給出的安全限值，電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電的輻射值在安全范圍以內(nèi)，也就是說(shuō)，電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電的輻射對(duì)人體不存在什么危害性。

在科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展同時(shí)，另一方面公眾對(duì)于電磁輻射的恐慌心理越來(lái)越嚴(yán)重，往往談之色變，事實(shí)上我們對(duì)于輻射的擔(dān)憂源自“狼來(lái)了”式的不了解。

其實(shí)，在實(shí)際使用過(guò)程中，幾乎沒(méi)有一個(gè)車(chē)主會(huì)坐在車(chē)?yán)锏戎妱?dòng)汽車(chē)充電。根據(jù)目前電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電的模式，電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電可遠(yuǎn)程操作進(jìn)行，哪怕有一定的輻射，也不太可能接觸到，何況，其輻射值遠(yuǎn)低于安全限值。

中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電技術(shù)走在前列

為了加強(qiáng)行業(yè)規(guī)范與指導(dǎo)，2016年5月，國(guó)際自動(dòng)機(jī)工程師學(xué)會(huì)（SAEInternational）發(fā)布了混插式以及全電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電技術(shù)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這是電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電方面的第一個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，具有開(kāi)創(chuàng)性意義。新出臺(tái)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)稱為“SAETIRJ2954”，意在為輕型插電式以及全電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電技術(shù)制定規(guī)范，并在全行業(yè)里推行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，以加強(qiáng)行業(yè)管理與指導(dǎo)。

整個(gè)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)將這項(xiàng)指南的發(fā)布視為推動(dòng)無(wú)線充電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的關(guān)鍵一步，OEM主機(jī)廠，Tier1供應(yīng)商等便可加快開(kāi)發(fā)用于全電動(dòng)汽車(chē)及插電式電動(dòng)汽車(chē)的無(wú)線充電系統(tǒng)產(chǎn)品。但用于保證與其他公司系統(tǒng)間兼容性的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計(jì)2018年才能發(fā)布。SAE希望將包括其在內(nèi)的框架最終發(fā)展成為電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)。

作為新能源汽車(chē)最重要的基礎(chǔ)技術(shù)之一，我國(guó)在無(wú)線充電技術(shù)商用探索中一直和世界保持著同步。以中國(guó)電科院、重慶大學(xué)、東南大學(xué)、中科院、哈工大為代表的國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)和高校已經(jīng)在無(wú)線充電理論和樣機(jī)領(lǐng)域有十幾年的積累，培養(yǎng)了一批該領(lǐng)域?qū)Ｓ腥瞬?。以中興通訊/中興新能源汽車(chē)為主的國(guó)內(nèi)企業(yè)，近年來(lái)已經(jīng)在成都、長(zhǎng)沙、鄭州、深圳等國(guó)內(nèi)十幾個(gè)城市開(kāi)通了多條商用示范線，為無(wú)線充電的規(guī)模部署積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在這些應(yīng)用的基礎(chǔ)上，無(wú)線充電地方標(biāo)準(zhǔn)也走在了前面，在中興通訊/中興新能源汽車(chē)牽頭下，深圳無(wú)線充電地方標(biāo)準(zhǔn)，在15年8月正式發(fā)布，包括《總則》《通信協(xié)議》《電能傳輸要求》《接口》《安全》《管理系統(tǒng)》《電能計(jì)量》《地面設(shè)施》《車(chē)載設(shè)備》《充電站》10個(gè)部分，是當(dāng)前全球體系最為完整、條目最為詳盡的電動(dòng)汽車(chē)規(guī)范。另外，成都市相關(guān)地方標(biāo)準(zhǔn)已于2016年7月份發(fā)布，廣東省、上海市的無(wú)線充電地方規(guī)范也在制定中，這都是中國(guó)制定自己無(wú)線充電國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)非常有利的基礎(chǔ)。

2014年，中興通訊推出自主研發(fā)的大功率無(wú)線充電系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由中興通訊CGO（cool，green，open）實(shí)驗(yàn)室歷時(shí)三年進(jìn)行項(xiàng)目孵化的重要藍(lán)海戰(zhàn)略拓展項(xiàng)目。與傳統(tǒng)的有線充電的方式不同，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，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)信息交換。在無(wú)線充電過(guò)程中，一般小型車(chē)需要功率5kW-7kW，大巴車(chē)需要30kW-60kW，無(wú)線充電的整體效率可達(dá)到90%。

目前中興與國(guó)內(nèi)許多汽車(chē)生產(chǎn)廠家展開(kāi)了合作，乘用車(chē)的無(wú)線充電已經(jīng)完成全系統(tǒng)的技術(shù)突破或者是商用化能力，包括了無(wú)線充電的功率傳輸、車(chē)載模塊和地面通訊、異物檢測(cè)、生物檢測(cè)，包括車(chē)載側(cè)和地載側(cè)的應(yīng)用，相信不久之后我們也會(huì)見(jiàn)到更多汽車(chē)配備了中興的無(wú)線充電技術(shù)。

一項(xiàng)重大技術(shù)的變革，沒(méi)有那么輕而易舉，包括技術(shù)和真正實(shí)踐起來(lái)，都會(huì)有很多難關(guān)需要突破，對(duì)于這個(gè)過(guò)程，要有期待并保持耐心，想想如果未來(lái)，當(dāng)你把車(chē)停在路邊去吃飯購(gòu)物，或者正常行駛在路上，車(chē)輛都可能進(jìn)行充電，如此便捷，簡(jiǎn)直不要太好。

延伸閱讀：

大功率及無(wú)線充電新模式引熱議

原標(biāo)題:汽車(chē)無(wú)線充電技術(shù)靠譜嗎？