停車即充，無需人工，快速方便……北京市目前正在研究在部分微循環(huán)公交車上采用無線充電系統(tǒng)。除北京外，鄭州、云南等地也即將引入無線充電技術(shù)，而成都、襄陽等地已開通無線充電運(yùn)營線路......無線充電技術(shù)離我們的生活越來越近。
從國外車企來看，特斯拉、沃爾沃、奧迪、寶馬、奔馳等傳統(tǒng)汽車都已經(jīng)開始研發(fā)或測試旗下電動(dòng)車的無線充電系統(tǒng)。全球通訊以及IT界的新貴們也將“觸角”伸向了電動(dòng)車無線充電的新領(lǐng)域。
在無線充電的規(guī)劃和靜態(tài)還是動(dòng)態(tài)充電的選擇上，國內(nèi)外車企則各有不同。
中興通訊
技術(shù)成熟指數(shù)：★★★★（最高五星）
中興在無線充電領(lǐng)域已經(jīng)耕耘多年，通過產(chǎn)學(xué)研合作，于2013年啟動(dòng)產(chǎn)品開發(fā)，并于2014年9月推出了成熟的產(chǎn)品和方案。中興的無線充電方案實(shí)現(xiàn)了從“金屬介質(zhì)接觸導(dǎo)電”向“電磁感應(yīng)非接觸無線輸電”轉(zhuǎn)變，充電過程簡單，可靠性高，維護(hù)成本低；充電設(shè)施埋于地下，對建設(shè)場地要求低，而且不懼水淹、積雪、泥濘、砂石和粉塵等。
中興通訊無線充電技術(shù)
目前，中興通訊無線充電技術(shù)已在部分城市實(shí)現(xiàn)商用。2015年1月，成都1058路微循環(huán)無線充電公交正式投運(yùn)；2014年12月，中興通訊與宇通客車簽署了無線充電技術(shù)的戰(zhàn)略合作協(xié)議；10月，中興攜手蜀都客車發(fā)布全球首個(gè)無線充電城市微循環(huán)公交解決方案；9月，中興通訊與東風(fēng)汽車在襄陽啟動(dòng)全球首條無線充電公交商用示范線。
比亞迪
技術(shù)成熟指數(shù)：★★★★
比亞迪早在2005年12月就申請了非接觸感應(yīng)式充電器專利。在2014年7月賣給猶他大學(xué)一輛40英尺的純電動(dòng)巴士，這款巴士就裝配著最新的WAVE無線充電墊。
重慶大學(xué)
技術(shù)成熟指數(shù)：★★
重慶大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院自2002年開始研究給汽車充電的“大功率無線電能充電傳輸裝置”。目前該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成熟，但要廣泛推廣運(yùn)用，還需要等待電動(dòng)汽車的普及和技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，這項(xiàng)技術(shù)與現(xiàn)在的充電裝置比，價(jià)格要略高，但充電快，安全性、靈活性也更高。該技術(shù)也為電動(dòng)汽車的大范圍使用掃清了障礙。
科陸電子
技術(shù)成熟指數(shù)：★
科陸電子公司在新能源汽車有線充電技術(shù)基礎(chǔ)上，正研發(fā)類似中興通訊無線充電系統(tǒng)。科陸電子儲(chǔ)能事業(yè)部總經(jīng)理桂國才稱，“目前公司的無線充電系統(tǒng)正處于技術(shù)開發(fā)階段，未來會(huì)根據(jù)市場的需要推出相應(yīng)的產(chǎn)品。”科陸電子目前已與包括一汽在內(nèi)的多家客戶展開緊密合作，開發(fā)差異化產(chǎn)品，滿足客戶需求。
奧迪
技術(shù)成熟指數(shù)：★★★★
針對無線充電中存在的傳輸效率問題，奧迪提出了一個(gè)不同的解決方案，他們開發(fā)出了一種可升降的無線充電系統(tǒng)，其最大的特點(diǎn)就是可以讓供電線圈更靠近車輛底部的受電線圈，實(shí)現(xiàn)了超過90%的電力傳輸效率，這種方式能夠讓一些高底盤的SUV在充電時(shí)保證更好的充電效率。
奧迪的無線充電技術(shù)僅需要用戶將停車位上安置一塊配置線圈和逆變器(AC/AC)充電板，并連接至電網(wǎng)，當(dāng)車輛停在電板上時(shí)，充電過程會(huì)自動(dòng)開啟。
這種充電的原理是充電板內(nèi)的交變磁場將3.3千瓦的交變電流感應(yīng)至集成在車內(nèi)次級(jí)線圈的空氣層中，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電流逆向并輸入到車輛的充電系統(tǒng)中。當(dāng)電池組充滿電時(shí)，充電將自動(dòng)中止。感應(yīng)式無線充電所需的充電時(shí)間與電纜充電所需的充電時(shí)間大致相同，而且用戶可以隨時(shí)中斷充電并使用車輛。奧迪的無線充電技術(shù)效率超過90%，不受譬如雨雪或結(jié)冰等天氣因素的影響。同時(shí)，交變磁場只有當(dāng)車輛在充電板上方時(shí)才會(huì)產(chǎn)生，并且不對人體或動(dòng)物構(gòu)成傷害。未來利用感應(yīng)線圈的充電原理，奧迪電動(dòng)汽車不僅可以在駛?cè)胲囄缓笞詣?dòng)開始充電，甚至可以在設(shè)有感應(yīng)線圈的公路上，一邊行駛一邊充電。
沃爾沃
技術(shù)成熟指數(shù)：★★★★
沃爾沃公司近日完成了電動(dòng)車載無線充電系統(tǒng)測試，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(dòng)汽車完成了充電，而且速度非常快，整個(gè)充電過程僅用時(shí)2.5小時(shí)。
另外，沃爾沃聯(lián)合法國阿爾斯通公司和瑞典能源局，正在測試在快速道路上為電動(dòng)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(dòng)汽車在通過時(shí)進(jìn)行持續(xù)充電。沃爾沃集團(tuán)在去年就在自己位于瑞典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(tái)擁有集電器(current collector)的測試用卡車在經(jīng)過這段道路時(shí)會(huì)同電纜自動(dòng)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。沃爾沃集團(tuán)表示，“電網(wǎng)道路系統(tǒng)”的設(shè)計(jì)方案將比所謂的“鋪設(shè)空中電纜”的方法更為經(jīng)濟(jì)。
已利用EV“LEAF”等車型完成試制
特斯拉
技術(shù)成熟指數(shù)：★★★★
在19世紀(jì)90年代，尼古拉·特斯拉發(fā)明了“特斯拉線圈”，能夠通過空氣傳播電力，開啟了無線式電力傳播的時(shí)代。在“2011年國際消費(fèi)電子展”上，美國安利公司旗下子公司富爾頓創(chuàng)新公司展示了無線充電技術(shù)，并推出了世界上第一輛無線充電的特斯拉汽車。目前，特斯拉希望能在各個(gè)大城市中建立起一張張相互連接的充電網(wǎng)，以解決電動(dòng)車很容易出現(xiàn)的電力不足問題。
日產(chǎn)
技術(shù)成熟指數(shù)：★★★
日產(chǎn)汽車曾向新聞媒體公開展示了“HYPER mini”和“LEAF(聆風(fēng))”的無線供電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。展示車輛設(shè)想采用的系統(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(cuò)位，車輛配備有基于環(huán)視監(jiān)視器的自動(dòng)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(dòng)泊車系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)。
配備無線供電功能的豐田“普銳斯PHV”
豐田
技術(shù)成熟指數(shù)：★★★
豐田為實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車無線供電的實(shí)用化，已于2014年2月開始在愛知縣豐田市開展驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。該公司以插電式混合動(dòng)力車(PHEV)“普銳斯PHV”為原型，開發(fā)出了配備磁共振式無線供電系統(tǒng)的汽車。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(shí)的85kHz頻帶。電力傳輸效率約為80%。
豐田表示，“在驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，(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(線圈間距)約為15cm左右。水平錯(cuò)位的最大允許范圍是一條輪胎的寬度(20cm左右)。前后方向利用車載導(dǎo)航儀的輔助，基本不出現(xiàn)錯(cuò)位”。
飛度EV測試磁場共振式無線充電技術(shù)
本田
技術(shù)成熟指數(shù)：★★
本田公司于2014年6月16日公開了配備無線供電系統(tǒng)的“飛度EV”實(shí)驗(yàn)車輛。該車是正在埼玉縣埼玉市實(shí)施驗(yàn)證的智能住宅(新一代節(jié)能住宅)項(xiàng)目的一環(huán)。實(shí)用化將力爭于2016年實(shí)現(xiàn)。
飛度EV的特點(diǎn)是結(jié)合了自動(dòng)泊車系統(tǒng)。通過采用基于自動(dòng)駕駛的精確泊車系統(tǒng)，“可使車輛以縱向±5cm，橫向±10cm的精度，在供電線圈上方自動(dòng)泊車”(本田)。能夠使電力傳輸效率保持在80～90%。
寶馬、奔馳
技術(shù)成熟指數(shù)：★
寶馬和奔馳也宣布開始聯(lián)合發(fā)展無線充電技術(shù)，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。奔馳已經(jīng)在S級(jí)上測試這項(xiàng)技術(shù)，而寶馬則把這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到混合動(dòng)力車i8上。目前的充電時(shí)間不到兩個(gè)小時(shí)，雙方的下一步合作目標(biāo)是進(jìn)一步降低充電時(shí)間。
高通Halo電動(dòng)車無線充電技術(shù)
高通
技術(shù)成熟指數(shù)：★★★★
高通Halo采用的是磁共振感應(yīng)技術(shù)，地面充電板和電動(dòng)車充電板之間進(jìn)行能量傳輸后，轉(zhuǎn)化為電池電能并儲(chǔ)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(dòng)車充滿。這有點(diǎn)類似特斯拉的超級(jí)充電站，其中Model S通過線纜連接后可在75分鐘內(nèi)充滿(或者40分鐘充到80%)。
KAIST于2009年2月發(fā)表的、作為第一代OLEV的高爾夫球車
KAIST
技術(shù)成熟指數(shù)：★★★
韓國政府研究機(jī)構(gòu)韓國科學(xué)技術(shù)院(KAIST)。KAIST，正以今后5年內(nèi)為目標(biāo)全力開發(fā)1MW級(jí)別的行駛中充電技術(shù)。
KAIST早在6年多以前就已開始開發(fā)可在行駛中充電的系統(tǒng)“OLEV：On-Line Electrical Vehicle”。2009年2月在KAIST設(shè)施內(nèi)進(jìn)行了高爾夫球車的實(shí)車行駛實(shí)驗(yàn)，然后同年6月對大型巴士、同年7月對SUV(多功能運(yùn)動(dòng)車)進(jìn)行了實(shí)車行駛實(shí)驗(yàn)。同年12月制造了4輛大型巴士，開始在研究所內(nèi)運(yùn)行。
在2015年3月20日研討會(huì)上，KASIT核能與量子工程學(xué)教授ChunT. Rim自信地表示：“目前正在開發(fā)第五代OLEV。輸出功率達(dá)到100kW。即使道路內(nèi)配置的送電軌(線圈)與車輛的受電圈離開有20cm，也可實(shí)現(xiàn)超過80%的電力傳輸效率。”
witricity
技術(shù)成熟指數(shù)：★★
witricity公司研發(fā)了能夠隔空充電的電動(dòng)汽車充電器。那是個(gè)放置在車庫地上的半米寬的板子—從上面開過去，汽車就開始充電了。而另一家新創(chuàng)公司富爾頓科技公司發(fā)明的技術(shù)，可以穿透幾厘米厚的大理石或車庫地板給電動(dòng)車無線充電，這樣在鋪設(shè)時(shí)更加隱蔽美觀。
從國內(nèi)企業(yè)來看，比亞迪、中興通訊、重慶大學(xué)、科陸電子等企業(yè)已研發(fā)或正在研發(fā)無線充電技術(shù)，其中中興通訊的無線充電技術(shù)已進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)營階段。從國外車企來看，奧迪、沃爾沃、日產(chǎn)、豐田、本田、寶馬、奔馳等的充電技術(shù)已對車輛完成了試驗(yàn)，本田的目標(biāo)是2016年實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。
三種無線充電方式
首先是電磁感應(yīng)式
電磁感應(yīng)——初級(jí)線圈一定頻率的交流電，通過電磁感應(yīng)在次級(jí)線圈鐘產(chǎn)生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端。
其次是無線電波式
基本原理——類似于早期使用的礦石收音機(jī)，主要有微波發(fā)射裝置和微波接收裝置組成，接收電路，可以捕捉到從墻壁彈回的無線電波能量，在隨負(fù)載作出調(diào)整的同時(shí)保持穩(wěn)定的直流電壓。
最后是磁場共振
原理——由能量發(fā)送裝置，和能量接收裝置組成，當(dāng)兩個(gè)裝置調(diào)整到相同頻率，或者說在一個(gè)特定的頻率上共振，它們就可以交換彼此的能量。
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(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場。當(dāng)人或動(dòng)物位于電動(dòng)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。
但是無線充電市場空間廣闊，普及程度或比肩wifi。雖然如此龐大體量的市場是無法在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)完全替代的，但是正如同當(dāng)年無線網(wǎng)絡(luò)替代有線，手機(jī)替代固話，觸屏替代按鍵一樣，科技的進(jìn)步是無法阻擋的。隨著時(shí)間的推移，五年十年，無線充電技術(shù)必然會(huì)在生活中如影隨形、無處不在。