陳秀娟

電動汽車的動態(tài)無線充電技術(shù)，從理想到現(xiàn)實還有多遠(yuǎn)？

充電是電動汽車使用過程中重要一環(huán)，充電的體驗很大程度上決定了消費者的購買決策和用車體驗。今年春節(jié)剛過，電動汽車無線充電行業(yè)就傳來一件令人振奮的消息：2月13日，迪拜道路運輸局（RTA）宣布，利用磁共振技術(shù)（Shaped Magticfield Responsion，SMIFIR）成功測試運行中的電動汽車和公共汽車的動態(tài)無線充電。

未來，迪拜的電動巴士和電動汽車可以在路上充電。業(yè)內(nèi)認(rèn)為，這將重塑電動汽車無線充電技術(shù)的市場格局。

市場規(guī)模達(dá)4.07億美元

所謂電動汽車的無線充電技術(shù)，即允許電動汽車在不使用電線或電纜的情況下、通過嵌入在道路和停車位的無線充電源板自動連入電網(wǎng)進(jìn)行充放電。這種充電方式的優(yōu)點是使用方便安全，可以有效利用汽車電池容量、減輕車體重量、增加車輛續(xù)航里程。

根據(jù)研究機(jī)構(gòu)Research and Markets的報告預(yù)測，至2025年，電動汽車無線充電市場規(guī)模預(yù)計達(dá)4.07億美元，2020年-2025年期間的年復(fù)合增長率將到117.56%。

這份報告同樣指出，受益于中日韓三國電動汽車無線充電技術(shù)的發(fā)展，亞太地區(qū)預(yù)計是電動汽車無線充電技術(shù)的最大市場，其次是歐洲和北美。該地區(qū)市場的增長歸功于中國、日本和韓國電動汽車無線充電技術(shù)的巨大發(fā)展。

動態(tài)無線充受關(guān)注

實際上，無線充電并非新技術(shù)，早在120年多年之前的1891年，“交流電之父”尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）就取得了特斯拉線圈的專利，描繪了無線充電和無線傳輸?shù)乃{(lán)圖。

無線充電原理就是電磁感應(yīng)原理，即功率通過磁場在線圈之間傳輸，通過發(fā)射線圈的交流電根據(jù)安培定律產(chǎn)生振蕩磁場，磁場通過接收線圈又在法拉第感應(yīng)定律下產(chǎn)生交流電，進(jìn)而達(dá)到充電的目的。

那以后，無數(shù)的科學(xué)家對特斯拉的這一構(gòu)想不斷探索。

后來，無線充電技術(shù)終于有了新的突破。2007年，麻省理工大學(xué)（MIT）的教授Marin Soljacic及其研究小組把共振運用到電磁波的傳輸上而成功“抓住”了電磁波。他們利用銅制線圈作為電磁共振器，一團(tuán)線圈附在傳送電力方，另一團(tuán)在接受電力方。傳送方送出某特定頻率的電磁波后，經(jīng)過電磁場擴(kuò)散到接受方，電力就實現(xiàn)了無線傳導(dǎo)。

這項被他們稱為“無線電力”的技術(shù)經(jīng)過多次試驗，已經(jīng)能成功為一個兩米外的60瓦燈泡供電。這項的最遠(yuǎn)輸電距離還只能達(dá)到2.7米，但研究者相信，電源已經(jīng)可以在這范圍內(nèi)為電池充電。而且只需要安裝一個電源，就可以為整個屋里的電器供電。利用兩個60厘米的線圈，點亮了間隔2米的60瓦燈泡。它的特殊之處在于，應(yīng)用的是磁共振原理，兩個線圈在頻率一致情況下，實現(xiàn)了無線電能傳輸。

無線充電技術(shù)發(fā)展到今天，按充電原理劃分，可以分為三種：無線電波式、電磁感應(yīng)式、電磁共振式。其中，電磁感應(yīng)式和電磁共振式在中小距離場合的能量傳輸效率較高，更適用于電動車充電。

按照充電方式劃分，無線充電技術(shù)可以分為動態(tài)充電和靜態(tài)充電。動態(tài)充電系統(tǒng)易于使用，并且可以為行駛狀態(tài)下的車輛充電。

此次迪拜成功測試的充電技術(shù)就屬于電磁共振式動態(tài)充電技術(shù)。當(dāng)電動汽車處于行駛或靜止?fàn)顟B(tài)時，SMIFIR技術(shù)可將大量能量從道路無線傳輸?shù)诫妱悠?。簡言之，SMIFIR技術(shù)使汽車能夠在充電站不停車的情況下無縫運行。

正是因為這種技術(shù)的電網(wǎng)埋在路面下，因此不會對城市造成視覺污染。此外，它不會干擾道路上的人員和車輛（如電纜充電器）的移動。該無線充電SMIFIR技術(shù)解決了電動汽車的電池和充電基礎(chǔ)設(shè)施問題。

這項試驗有助于促進(jìn)迪拜居民廣泛使用環(huán)保車輛和可持續(xù)交通，是對迪拜2030年綜合能源戰(zhàn)略、迪拜2021年計劃和阿聯(lián)酋2021年愿景的補充。

目前市場上的主要技術(shù)開發(fā)公司多專注于動態(tài)無線充電系統(tǒng)，以滿足日益增長的商用電動汽車需求，比如中國和韓國主要開發(fā)的也是動態(tài)無線充電系統(tǒng)。

巨頭紛紛入場

在電動汽車無線充電領(lǐng)域，最早涉足的是全球通信巨頭高通。

早在2013年，高通就宣布與Formular E 控股公司達(dá)成合作，將旗下的Halo無線充電技術(shù)應(yīng)用于Formula E電動方程式賽車上。2015年，裝配有Qualcomm Halo 7.4kW無線充電系統(tǒng)的寶馬i8開始成為全新的官方安全車。

兩年后，2017年5月，高通宣布已經(jīng)完成了電動汽車行駛中進(jìn)行無線充電的試驗，即在路上增加感應(yīng)式充電設(shè)備，這樣汽車就可以邊開車邊充電。與大多數(shù)感應(yīng)充電不同，高通Halo技術(shù)可隔空提供高能量傳輸，并適用于多種車型。它采用多線圈設(shè)計，即使充電板未對準(zhǔn)車輛也仍然可以進(jìn)行高效的能量傳輸。

在高通之外，市場上還有WiTricity、Evatran Group、Momentum Dynamics和Bombardier等國際公司以及中國的中興通訊和中惠創(chuàng)智等第三方技術(shù)公司都在研發(fā)相關(guān)技術(shù)。

值得一提的是，Momentum? Dynamics和高通均已通過構(gòu)建嵌入無線充電系統(tǒng)的100米測試道路來演示動態(tài)無線充電技術(shù)。

除開這些科技公司外，傳統(tǒng)的汽車廠家也開始紛紛開發(fā)無線充電技術(shù)，成為該市場的新攪局者，如豐田、寶馬、奧迪、現(xiàn)代、沃爾沃、日產(chǎn)、起亞等。

寶馬、奧迪等傳統(tǒng)車企已經(jīng)建立起了自家的無線充電系統(tǒng)。現(xiàn)代、起亞等也正在對無線充電系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)。目前正在生產(chǎn)的許多車型都具備無線充電功能：寶馬530e、奔馳S550e、現(xiàn)代的Kona、保時捷的Mission E以及奧迪的E -tron SUV等。

盡管第三方技術(shù)公司與主機(jī)廠都在發(fā)力研發(fā)電動汽車無線充電技術(shù)，由于這項技術(shù)還面臨一些挑戰(zhàn)，如缺少電動汽車無線充電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、在磁場環(huán)境下的安全問題、發(fā)射器和接收器之間氣隙的異物和活體的檢測與保護(hù)問題、車輛與充電板的定位問題等，無線充電技術(shù)的應(yīng)用仍未正式開始。

不過，此次迪拜的動態(tài)無線充電技術(shù)的成功測試，意味著電動汽車的動態(tài)無線充電技術(shù)，從理想到現(xiàn)實又近了一步。