乘用電動車無線充電再突破，無線充電正在成為行業趨勢技術

電子發燒友網報道（文/李寧遠）無線充電不是一個陌生的技術了，它已經走向市場并應用了很長一段時間。尤其是在移動設備領域，無線充電技術可以說發展得十分迅速，幾乎成為手機的標配。不過相比之下，在電動汽車領域，該技術的進展就緩慢得多。

不同于手機本身用電量不高，手機無線充電可以比較容易做到很高的功率，電動汽車無線充電技術長期以來功率偏小、對使用環境較為嚴苛而且成本較高。所以即便汽車無線充電有很大的想象空間，但這項技術還需要進一步提升才有機會進入到大眾市場。

最近，據New Atlas報道，美國田納西州橡樹嶺國家實驗室（ORNL）進行了一項突破性研究，展示了迄今為止速度最快、功能最強的乘用電動汽車無線充電技術。這是一項突破性的成就，是汽車無線充電技術的巨大飛躍，為乘用電動汽車的快速高效無線充電打開了大門。

100kW輸出功率損耗僅6%，現階段最強乘用電動汽車無線充電技術

ORNL的實驗室團隊此前就在乘用車無線充電技術上有所建樹，世界上第一臺20kW的無線充電系統就由其研發而來，當時該20kW的無線充電系統充電效率已經可以達到90%，后續又攻克了50kW無線充電難題。

該團隊一直致力于針對電動車動態無線充電的耦合機構、傳輸特性、介質損耗、電磁輻射展開研究。此次他們開發了一種新的無線充電板，采用了多相電磁耦合線圈新設計。新的線圈設計允許能量以比傳統線圈更高的密度傳輸和效率，從而實現了最高100kW的快速充電速度。

在電動汽車電池充電過程中，通常會有一部分電能在傳輸過程中散失，并轉化為熱能，ORNL 的測試顯示，100kW的無線充電損失僅約為6%，這意味著該技術可能比傳統有線充電還要高效。

從20kW，到50kW，到現在最高100kW的汽車無線充電系統，該技術突破是目前乘用電動汽車無線充電系統全球最高的功率密度。根據相關報道，ORNL無線充電技術達到的功率密度是傳統線圈技術的8-10倍，可以在20分鐘內將電池充電狀態提高50%。

相較于插入式的充電方式，無線充電此前因為功率偏小、對使用環境較為嚴苛而且成本較高等原因，并沒有激起太大的浪花。但毫無疑問的是汽車無線充電是汽車邁向終極電氣化的必經之路。

電動汽車充電模式的轉變需要無線充電技術取得更多技術突破，這次突破性的進展讓我們看到了汽車高效無線充電的應用前景。

進展緩慢的汽車無線充電落地難在哪？


雖然汽車無線充電技術在落地應用上進展緩慢，但其實帶無線充電的電動汽車的出現要比想象得早得多，早在1990年通用發布的概念車EV1上就配備了這項技術。不過當時用的220V磁感應無線充電還需要將充電端手動跟對應的接收端連接才能進行充電，和有線充電沒有本質上的區別。

這么多年來也一直有車廠在無線充電上尋求突破，但首先要面對的問題就是成本太高。此前有報道落地的汽車無線充電應用都在低功率水平（7kW、11kW），充電水平與交流家充樁相當。但是無線充電設備的價格又昂貴得多，付出更高的成本但又沒有帶來更好的補能效率，性價比上就沒有優勢。

從用戶體驗上來說，此前汽車無線充電也遠不及手機無線充電那般能帶來切身的體驗。以前汽車無線充電用戶需要精準停車，甚至反復調整來完全對準無線充電發射線圈。否則本就不高的充電效率在線圈未對準的情況下又下降一個水平，甚至直接無法充電。這樣的體驗是很糟糕的，與“無線”的初衷相去甚遠。

從技術本身的特性來考慮，任何充電技術都會讓設備升溫，像插充里超級快充技術要面臨的最大考驗就是應對高壓大電流下的溫升問題。無線充電同樣如此，功率提高后無線充電技術，如果發射端溫度過高，露天的地面發射端充電板就有可能點燃地面上的易燃物。

同時系統還要能檢測到出現在磁場范圍內的金屬異物，避免其被交變的磁場加熱而對充電系統造成破壞。

逐漸好轉的落地困境，動態補能加速無線充電汽車時代到來

任何技術從誕生到商業化應用總是需要經過漫長的打磨，隨著汽車無線充電技術的不斷發展與配套技術的不斷完善，目前無線充電落地困境正在一步步好轉。

去年，工業和信息化部發布《無線充電（電力傳輸）設備無線電管理暫行規定》，成為我國首部無線充電領域的規范性文件，為無線充電系統開發設計提供了基礎支撐。此后國務院又發布了《關于進一步構建高質量充電基礎設施體系的指導意見》，提出加強包括無線充電在內的新型充電技術研發。

國內各大車企也在加速了無線充電的布局，比如，上汽、一汽等已推出無線充電車型，華為、比亞迪、吉利、小米、蔚來等也在布局電動車無線充電專利。多家上市公司也在電動車無線充電賽道，如萬安科技、中電興發、安潔科技。同時企業和研究機構正全力推進有線充電和無線充電相互轉換及不同品牌車輛、設備之間兼容性的測試。

充電功率的提升只是時間問題，隨著功率的突破，主流無線充電功率會從11kW向更高水平發展。相關的配套技術也在同步發展，如一汽研發總院研發的四系統協同智能對位技術，攻克了廣域空間及復雜工況下能量傳輸、安全防護、智能控制技術難題，其中最高效率達92%，自動對位精準正負一厘米。異物檢測、生物檢測等功能也在補足。

除此之外，國內外動態無線充電技術的研究、驗證和試點也進入快速發展期。動態無線充電即汽車在行駛的同時進行充電，通過埋設于道路中的發射端裝置，傳輸到行駛于路面上的電動汽車的能量接收端實現充電。

國內無線充電高速公路已經在積極規劃中，去年一汽在其創新基地內建成了一個高功率動態無線充電道路系統，驗證了全長120米的無線充電道路可以為車輛補充1.3公里的續航里程。日本多所大學與公司正在聯合研究實現可用于各種車輛的在途供電系統、實現標準化的在途供電系統、開發能安全傳輸電力且具備高耐久性的路面線圈。美國也在多個州進行電氣化路段的測試試驗。

近年來相關技術和產業的發展開始明顯提速，隨著靜態無線充電、動態無線充電以及相關配套產業的完善與發展，汽車無線充電時代正離我們越來越近。

小結

無線充電的優勢和發展前景是明晰的，Markets and Markets也預測電動汽車無線充電市場將成為全球無線充電細分市場中增速最快的領域，2027年電動汽車無線充電市場規模將達到3.77億美元。電動汽車無線充電正在從邊緣技術迅速轉變為趨勢技術。