在當(dāng)前的智能手機(jī)領(lǐng)域，無線充電技術(shù)已經(jīng)開始熱門，并且越來越多的機(jī)型開始支持這項(xiàng)看起來非常神奇的技術(shù)。而對于電動汽車來說，智能手機(jī)已經(jīng)為自己開了一個(gè)好頭，如果能夠在電動汽車上運(yùn)用無線充電技術(shù)，無疑會大大促進(jìn)電動汽車產(chǎn)品的普及。畢竟不用線纜插到汽車上充電，要比不用數(shù)據(jù)線給手機(jī)充電的意義大了很多。
提到無線充電的原理，其實(shí)早已不是什么神秘的技術(shù)，在發(fā)射端將電能轉(zhuǎn)換成電磁波并發(fā)射出去，接收端接受到電磁波之后，再將其轉(zhuǎn)換成電能，就可以進(jìn)行充電了。
目前共有三種不同的實(shí)現(xiàn)方式：電磁感應(yīng)式、無線電波式以及磁場共振式，三種方式也是各有優(yōu)劣。
電磁感應(yīng)式，即是使用兩個(gè)互感線圈進(jìn)行無線充電。當(dāng)輸入端線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，輸出端線圈的磁場即會隨之發(fā)生改變，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，將能量從輸入端轉(zhuǎn)換到輸出端。使用電磁感應(yīng)的原因進(jìn)行無線充電要求兩個(gè)設(shè)備的距離必須很近，并且只能一對一進(jìn)行充電，充電時(shí)必須對準(zhǔn)線圈。不過，能量轉(zhuǎn)換率高，傳輸功率范圍較大，能從幾瓦到幾百瓦。
無線電波式，即是通過接收無線電波進(jìn)行無線充電，原理與礦石收音機(jī)類似。不過這種方式的傳輸功率非常小，最高僅為100毫瓦，且功效很低，大部分的能量會以無線電波的形式被浪費(fèi)掉。在傳輸距離上稍有優(yōu)勢，最遠(yuǎn)距離為10米。
磁場共振式，即是通過電磁共振的方式進(jìn)行無線充電，原理與聲波共振類似，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(yīng)式與無線電波式之間，優(yōu)點(diǎn)是傳輸功率較大，能夠達(dá)到幾千瓦，可以同時(shí)對多個(gè)設(shè)備進(jìn)行充電，不要求兩個(gè)設(shè)備之間線圈對應(yīng);缺點(diǎn)就是損耗很高，距離越遠(yuǎn)，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(hù)。
介紹完了無線充電的三種方式，就讓我們一起來看看目前都有哪些汽車和科技公司正在為電動汽車開發(fā)可行的無線充電技術(shù)吧。
高通
高通在收購Halo公司之后，也開始大力推廣Halo的電動汽車無線充電技術(shù)。Halo采用的是磁共振感應(yīng)技術(shù)，地面充電板和電動車充電板之間進(jìn)行能量傳輸后，轉(zhuǎn)化為電池電能并儲存起來。
這些充電基板可以安裝在車庫、車道上，甚至還能夠掩埋至路面表層，因此，除了充電效率高之外，車主可充分利用停車間隙完成充電。
目前高通的Halo無線充電裝置共有三款，其中額定功率分別為3.3kW、6.6kW和20kW。前兩種產(chǎn)品需要整夜充電而后者可以在半小時(shí)內(nèi)將電動車充滿。高通希望這款產(chǎn)品的出現(xiàn)讓電動車在剎車、停車的時(shí)候都可以為電池充電，進(jìn)而最大程度實(shí)現(xiàn)環(huán)保出行。
另外，Halo無線充電系統(tǒng)靈活度較高，對電池的類型并沒有選擇性，可支持各種型號電池。目前市面上的電動以及混動車型所采用的鎳氫電池、鋰離子電池、甚至鉛酸電池等都可以通過Halo無線充電系統(tǒng)進(jìn)行充電。
大眾
在今年年初的CES消費(fèi)電子展上，德國大眾汽車公司展示了一款高爾夫互聯(lián)概念車，而這款車最大的亮點(diǎn)之一就是支持無線充電。
這款概念高爾夫采用了在供電線圈和受電線圈之間提供電力的電磁感應(yīng)方式，將一個(gè)受電線圈裝置安裝在汽車的地盤上，將另一個(gè)供電線圈裝置安裝在地面，當(dāng)電動汽車行駛到供電線圈裝置上，受電線圈即可接收到供電線圈的電流，從而對汽車內(nèi)部的電池進(jìn)行充電。
據(jù)悉，大眾的這項(xiàng)無線充電概念車將電池充滿的時(shí)間大約在8至10個(gè)小時(shí)，充滿后根據(jù)不同的路況可以行使150至200公里的距離。
日產(chǎn)
日產(chǎn)的HYPERmini和LEAF的無線供電系統(tǒng)系統(tǒng)采用了電磁感應(yīng)的方式，車輛通過與感應(yīng)線圈產(chǎn)生感應(yīng)而進(jìn)行充電。
該充電系統(tǒng)可以內(nèi)置于地板中，也可以以充電樁的方式安裝在室外。需要充電時(shí)，車主只需將車開到感應(yīng)線圈的范圍內(nèi)，系統(tǒng)將自動檢測到車輛，車主通過應(yīng)用程序啟動和關(guān)閉充電過程。充電系統(tǒng)的安裝位置和外界的天氣情況均不會對充電時(shí)間造成影響。
該系統(tǒng)最大輸出功率為3.3kW。以240V的電壓充滿需要8小時(shí)。地面線圈設(shè)置在車主自家的停車場，而非公共場所。為防止地面線圈與車輛線圈錯位，車輛配備有基于環(huán)視監(jiān)視器的自動泊車系統(tǒng)，只要在導(dǎo)航儀系統(tǒng)中預(yù)留泊車車庫的位置，進(jìn)入車庫后，自動泊車系統(tǒng)就會自動啟動。
豐田
豐田的無線充電系統(tǒng)在2011年問世，與日產(chǎn)不同的是，豐田的無線充電采用了電磁共振的方式。豐田以插電式混合動力車普銳斯PHV為原型，無線供電系統(tǒng)的輸出功率為2kW。使用頻帶是已經(jīng)基本作為國際標(biāo)準(zhǔn)取得共識的85kHz頻帶。電力傳輸效率約為80%。
地面上設(shè)置的供電線圈與車輛底部設(shè)置的受電線圈的距離約為15cm左右。水平錯位的最大允許范圍是一條輪胎的寬度。前后方向利用車載導(dǎo)航儀的輔助，基本不出現(xiàn)錯位。
本田
作為日系三強(qiáng)之一，本田同樣也在開發(fā)自己的無線充電技術(shù)。本田與Witricity公司合作開發(fā)出一款新系統(tǒng)，通過飛度EV測試了磁場共振式無線充電技術(shù)，磁場共振式無線充電技術(shù)與聲波共振類似，只要發(fā)射端和接收端達(dá)到相同的共振頻率，就能傳遞能量。因此對于位置要求沒有那么高，而且支持一對多充電，不過遺憾的是能量損耗比較大，而且傳輸功率越大損耗也就越大。
根據(jù)本田公司表示，只要發(fā)射端與接收端有80%的面積重合，線圈在橫向誤差±10厘米，縱向誤差±5厘米，平行誤差±2度的條件下，仍可實(shí)現(xiàn)80-90%的傳輸率。
寶馬、奔馳
作為兩家老牌德系豪華汽車廠商，經(jīng)常處于競爭關(guān)系的寶馬和奔馳，在電動汽車無線充電的研究上，采取了合作開發(fā)的形式。
據(jù)悉，奔馳和寶馬合作研發(fā)的無線充電技術(shù)包含兩個(gè)部分，一個(gè)是汽車底盤安裝的線圈，另外一個(gè)是內(nèi)置線圈的地板，當(dāng)汽車開到充電地板上時(shí)，就能實(shí)現(xiàn)無線充電。車底盤的接收器和電磁設(shè)備上的發(fā)射器會通過Wi-Fi連接后自動進(jìn)行充電，而且當(dāng)汽車充滿電后兩者會自動斷開。
寶馬和奔馳的這套系統(tǒng)目前的額定功率為3.6KW，以寶馬i8為例，該系統(tǒng)可在兩小時(shí)內(nèi)為其充滿電。
目前雙方正在對線圈等進(jìn)行進(jìn)一步改造，使其輸出功率最終達(dá)到7kW，未來還將用于更多寶馬奔馳旗下的電動車產(chǎn)品。例如，奔馳宣布會在即將到來的S500插電混動汽車上提供無線充電，而寶馬則計(jì)劃將該技術(shù)應(yīng)用在更多i系列車上。
奧迪
同樣是在2015年的CES消費(fèi)電子展上，奧迪也對外展示了最新研發(fā)的電動汽車無線充電設(shè)備。而奧迪開發(fā)的無線充電系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是供電線圈為可升降形式，通過使供電線圈靠近受電線圈，實(shí)現(xiàn)了超過90%的電力傳輸效率。
與奔馳寶馬的功能類似，奧迪的無線充電裝置輸出功率同樣為3.6kW，使用的頻帶在80k至90kHz之間。
該套供電系統(tǒng)在供電線圈一側(cè)設(shè)置了蛇紋狀可動部。電動車輛停放到供電器上方之后，供電線圈會緩緩上升，以縮短與設(shè)置在電動車輛底面的受電線圈之間的距離。由此，該系統(tǒng)用于底盤高度不同的多種電動車輛時(shí)，均可保持能夠高效傳輸電力的線圈距離。
沃爾沃
沃爾沃在無線充電領(lǐng)域?qū)儆诤髞碚撸菂s實(shí)現(xiàn)了汽車邊行駛邊充電的創(chuàng)舉。在沃爾沃最近的測試中，技術(shù)人員成功通過一塊鋪設(shè)在地面的無線充電基座為一輛搭載嵌入式感應(yīng)線圈的C30電動汽車完成了充電，而且速度非?？?，整個(gè)充電過程僅用時(shí)2.5小時(shí)。
另外，沃爾沃也正在測試在快速道路上為電動汽車充電的系統(tǒng)。這一項(xiàng)目的主要內(nèi)容是在道路中鋪設(shè)兩條電纜，并允許電動汽車在通過時(shí)進(jìn)行持續(xù)充電。沃爾沃集團(tuán)在自己位于瑞典Hallered的測試中心建設(shè)了一條長約0.25英里的測試道路，該測試道路內(nèi)部鋪設(shè)了電纜。之后，一臺擁有集電器的測試用卡車在經(jīng)過這段道路時(shí)會同電纜自動展開連接，750V的直流電將對車輛進(jìn)行充電，并將經(jīng)過一個(gè)車載水冷裝置。
不過由于充電必須在汽車時(shí)速60公里/小時(shí)內(nèi)進(jìn)行，因此這項(xiàng)技術(shù)僅適用于高速公路上。
現(xiàn)代起亞
現(xiàn)代起亞目前與美國無線動力公司MojoMobility得到美國能源署的資金與支持合作研發(fā)電動汽車無線快速充電系統(tǒng)，據(jù)悉該系統(tǒng)動力輸送率最高可達(dá)19.2kW。
現(xiàn)代起亞和MojoMobility正在開發(fā)的無線動力傳輸系統(tǒng)共包括3個(gè)階段，第一階段：打造一款10千瓦、充電效率超過85%的動力傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)能量發(fā)送裝置和接收裝置的無線傳輸;第二階段：集成一個(gè)適用于電動汽車并且效能達(dá)到92%的密集系統(tǒng);第三階段：測試該系統(tǒng)的耐久性、互操作性、安全以及性能。
目前，阻礙無線感應(yīng)式充電技術(shù)大規(guī)模運(yùn)用的瓶頸主要是對于輻射的擔(dān)憂，因?yàn)闊o線充電會產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場。當(dāng)人或動物位于電動車和充電裝置之間時(shí)，有可能帶來電磁傷害。
另外，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和傳輸效率問題也是阻礙其發(fā)展的瓶頸。對于汽車制造商們來說，無線充電的意義重大。
如果能夠全面普及無線充電技術(shù)，就能夠極大地提高電動汽車充電的便利性，不管是在充電過程上，還是在續(xù)航上，都將大大增加人們對于電動汽車的接受度?？梢哉f，成熟發(fā)展的無線充電技術(shù)，將會是電動汽車占領(lǐng)市場的最重要的因素。
