無(wú)線充電原理

先說(shuō)一下無(wú)線充電的概念，它來(lái)源于無(wú)線電能傳輸技術(shù)，目前可以分為小功率無(wú)線充電和大功率無(wú)線充電兩種。小功率通常使用電磁感應(yīng)原理，例如手機(jī)無(wú)線充電，它分發(fā)射線圈和接收線圈兩部分，發(fā)射端的電流，通過(guò)電磁感應(yīng)原理把能量傳到接收端，從而為手機(jī)充電。大功率無(wú)線充電通常使用磁場(chǎng)共振式，例如汽車的無(wú)線充電，它由供電設(shè)備和用電設(shè)備兩部分組成，當(dāng)兩個(gè)設(shè)備調(diào)整到相同頻率，或者說(shuō)在一個(gè)相同的頻率上共振，即可以相互交換能量。

無(wú)線充電起源

無(wú)線充電這個(gè)說(shuō)法由來(lái)已久，最早的起源是在19世紀(jì)末，著名的電氣工程師及物理學(xué)家尼古拉.特斯拉發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兩個(gè)特斯拉線圈的共振頻率調(diào)整為一致的情況下，兩個(gè)線圈可以接受和發(fā)送無(wú)線電信號(hào)。1897年9月份，特斯拉向美國(guó)專利局提交了第一份有關(guān)無(wú)線電的專利申請(qǐng)。早先，這種無(wú)線電能傳輸技術(shù)都是以km為單位進(jìn)行的遠(yuǎn)距離大功率的電能傳輸，然而，以此為目的而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)都以失敗告終了。

無(wú)線充電發(fā)展

到了近代，重新興起無(wú)線充電的熱潮是在21世紀(jì)初。2007年，麻省理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)在美國(guó)《科學(xué)》雜志的網(wǎng)站上發(fā)表了一項(xiàng)“無(wú)線電力”的研究成果，利用電磁波共振原理成功隔空點(diǎn)亮2.6米外的60W燈泡。2011年安利公司富爾頓創(chuàng)新公司在國(guó)際消費(fèi)展上推出世界上第一輛無(wú)線充電的特斯拉汽車；2012年諾基亞推出了第一款支持無(wú)線充電的手機(jī)，同年日本推出了可以在道路上邊跑邊充電的汽車；2013年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)發(fā)布一米以外的磁共振式無(wú)線充電技術(shù)。其實(shí)說(shuō)起來(lái)，國(guó)內(nèi)很早就在這塊領(lǐng)域進(jìn)行了研究，早在2005年12月比亞迪就申請(qǐng)了非接觸感應(yīng)式充電器專利。2010年8月，全球首個(gè)推動(dòng)無(wú)線充電技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化組織——無(wú)線充電聯(lián)盟在北京舉行新聞發(fā)布會(huì)，隆重宣布將Qi無(wú)線充電國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)引入中國(guó)。

無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)

說(shuō)到無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)線充電之所以發(fā)展緩慢，很大的一個(gè)原因就是因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。WPC、PAM和A4WP是世界三大標(biāo)準(zhǔn)組織。

WPC（世界無(wú)線充電聯(lián)盟）成立于2008年12月，由多家獨(dú)立公司組成，是世界上首個(gè)的無(wú)線電源的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織，其使命是為了創(chuàng)造和促進(jìn)市場(chǎng)廣泛采用與所有可再充電電子設(shè)備兼容的國(guó)際無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)Qi，這是目前應(yīng)用最廣的標(biāo)準(zhǔn)。WPC2010年發(fā)布QI,2012年才推出WPC1.0標(biāo)準(zhǔn)，它使用的是磁感應(yīng)無(wú)線充電技術(shù)。PAM是寶潔和Powermat Technologies 在2012年創(chuàng)立的，使用的也是磁感應(yīng)無(wú)線充電技術(shù)，其認(rèn)證品牌是Power2.0。A4WP是由三星和高通在2013年創(chuàng)立的，其認(rèn)證品牌是“Rezence”，它使用的是磁共振無(wú)線充電技術(shù)。

QI、PAM、A4WP都致力于成為全球通用的最終標(biāo)準(zhǔn)，但目前狀態(tài)應(yīng)該是勢(shì)均力敵。而關(guān)于電動(dòng)汽車的無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)，2016年 SAE International（ 原譯:美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)）推出行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) “SAETIRJ2954”，這是電動(dòng)汽車無(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。

無(wú)線充電的應(yīng)用

一、特斯拉

2016年，特斯拉為Modle S推出了一套專屬的無(wú)線充電系統(tǒng)。這套系統(tǒng)是由一家專注于無(wú)線充電技術(shù)的公司Evatran提供的，被設(shè)計(jì)成類似掃地機(jī)器人的模樣，使用時(shí)只要將車輛停在該模塊上，此時(shí)固定在地面的充電模塊和車內(nèi)加裝的約16公斤的接收模塊便可以開(kāi)始工作，為Model S充入電能。

二、奧迪

2017年7月，全新一代奧迪A8在巴塞羅那奧迪全球品牌峰會(huì)上完成首秀。奧迪推出插電混動(dòng)版本的A8 e-tron quattro，無(wú)線充電技術(shù)也率先應(yīng)用到上面。使用時(shí)，車位處需要事先安裝好無(wú)線充電臺(tái)，當(dāng)停車入位后，車內(nèi)的電力接收線圈便開(kāi)始以3.6KW的功率為電池組充電。

三、寶馬

2017年，寶馬為在北美車展上亮相的全新一代BWM 530e iPerformance車型提供一臺(tái)3.2千瓦的無(wú)線充電系統(tǒng)。寶馬530e搭載9.4千瓦時(shí)電池，大概需要3.5個(gè)小時(shí)就可以充滿。該系統(tǒng)采用電磁感應(yīng)原理。感應(yīng)板中的電磁線圈會(huì)產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)。汽車停泊在感應(yīng)板上方，交變電磁場(chǎng)使汽車中的線圈產(chǎn)生電流，給電池充電。

四、奔馳

有外媒報(bào)道，奔馳將于2018年正式推出首個(gè)電動(dòng)汽車無(wú)線充電系統(tǒng)，其充電原理與寶馬的感應(yīng)式無(wú)線充電保持一致。但目前這項(xiàng)新技術(shù)還處于初級(jí)階段，并且會(huì)在某些特性上作出妥協(xié)。但是仍然值得我們的期待。

五、其他

1、2012年，沃爾沃利用道路進(jìn)行無(wú)線充電。

2、2014年，日本啟用了魔方電動(dòng)車和無(wú)線充電式混合動(dòng)力巴士。

3、2014年，比亞迪純電動(dòng)巴士應(yīng)用WAVE無(wú)線充電墊。

4、2015年，高通推出 Halo感應(yīng)充電系統(tǒng)。

5、2015年，中興開(kāi)發(fā)出無(wú)線供電系統(tǒng)。

總結(jié)

總體來(lái)說(shuō)，目前汽車無(wú)線充電有了一部分應(yīng)用實(shí)例，但普遍都是在探索階段。新能源汽車的充電有多種方式，包括充電樁、無(wú)線充電、更換電池、移動(dòng)式充電（邊跑邊沖，處于試驗(yàn)階段）等多種方式。

無(wú)線充電是新能源汽車的其中一種充電方式，它的優(yōu)勢(shì)在于

一、充電設(shè)備占地小，便利性高，增大空間利用率；

二、后期維護(hù)成本低；

三、信息化、智能化；

四、減輕對(duì)電網(wǎng)的壓力。

其次，我們也不能忽視其技術(shù)難度，充電效率、損耗及電磁輻射等都是目前沒(méi)徹底解決的問(wèn)題，也是汽車無(wú)線充電發(fā)展比較緩慢的原因。

在國(guó)內(nèi)，電動(dòng)汽車已成為未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)，那么相對(duì)而言，汽車無(wú)線充電市場(chǎng)就是一塊大蛋糕，可惜的是，很少有企業(yè)吃得動(dòng)。社會(huì)需求永遠(yuǎn)是推動(dòng)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力，不久的將來(lái)，汽車無(wú)線充電產(chǎn)業(yè)必將煥然一新！