七家電動汽車無線充電技術大比拼

為了節約能源，減少環境污染，電動汽車受到了世界各國的大力推廣。目前，由于電池容量及充電基礎設施等條件的限制，充電問題成為電動汽車發展過程中而臨的最主要的瓶頸問題。由于無線充電技術可以解決傳統傳導式充電面臨的接口限制、安全問題等而逐漸發展成為電動汽車充電的主要方式。然而，靜態無線充電與有線充電同樣存在著充電頻繁、續航里程短、電池用量大且成本高昂等問題。特別是對于電動巴士一類的公交車輛，其連續續航能力格外重要。在這樣的背景下，電動汽車動態無線充電技術應運而生，通過非接觸的方式為行駛中的電動汽車實時地提供能量供給。

然而，隨著研究的深入，許多關鍵問題與瓶頸需要解決，例如高性能磁耦合機構設計問題、電磁兼容問題、能量傳輸魯棒控制問題等，這些問題的解決對于動態無線供電技術的發展具有指導性作用。低碳經濟核心是新能源技術與節能減排技術的應用，電動汽車能夠較好地解決機動車排放污染與能源短缺問題，是我國戰略性新興產業。作為電動汽車大規模推廣應用的重要前提和基礎，電動汽車充換電設施建設引起了各方廣泛關注。新能源產業的發展，尤其純電動汽車的快速增長，必然會對電動汽車的充電方式多樣化和方便性提出更高的要求。無線充電技術作為一項新興技術，目前商業化運作主要應用于手機、電腦、隨身聽等小功率設備的充電上，在電動汽車領域目前還是一個全新的概念。隨著無線充電技術的成熟，電動汽車將是無線充電設備最具潛力的市場。

電動汽車（BEV）是指以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛，符合道路交通、安全法規各項要求的車輛。由于對環境影響相對傳統汽車較小，其前景被廣泛看好，但當前技術尚不成熟。

電動汽車無線充電技術通過埋于地面下的供電導軌以高頻交變磁場的形式將電能傳輸給運行在地而上一定范圍內的車輛接收端電能拾取機構，進而給車載儲能設備供電，可使電動汽車搭載少量電池組，延長其續航里程，同時電能補給變更加安全、便捷。動態無線供電技術的主要參數指標有電能傳輸距離、功率、效率、藕合機構側移適應能力、電磁兼容性等。因而，開發大功率、高效率、強側移適應能力、低電磁輻射、成本適中的動態無線供電系統，成為國內外各大研究機構當前的主要研究熱點。

無線充電方興未艾，覆蓋智能手機、消費電子、智能家居、智能穿戴、醫療設備、交通運輸等物領域。近年來，隨著電動汽車的大量普及，汽車無線充電也受到越來越多的關注。無線充電簡單方便，即停即充，不需手動操作，沒有線纜拖拽，大大提高了用戶體驗。此外，無線充電不受氣候條件的影響，在雨雪天氣都可以安全充電。還有無人駕駛技術的飛速發展，使得無線充電成為剛需。那么，當下電動汽車無線充電現狀如何？哪些公司在進行無線充電技術研究？它們的技術方案又有何不同呢？在此，跟大家分享一些個人的粗淺見解，拋磚引玉，希望跟大家多多交流！

近期媒體頻頻曝光的高通（Qualcomm）動態充電技術（DEVC - Dynamic Electric Vehicle Charging）就是電動汽車無線充電技術的代表。在車速100km/h時仍能給相向或反向行駛的兩輛電動車同時充電，充電功率高達20kW。除高通外，國外廠商還有WiTricity、Evatran、Bombardier、Elix等，在國內從事電動汽車無線充電的有中興新能源（ZTEV）、中惠創智（Zonecharge）及其它技術公司及科研院所。

1. Qualcomm

高通（Qualcomm）是全球3G、4G與下一代無線技術的領軍企業，在汽車領域也有近30年歷史。Qualcomm HaloTM電動汽車車無線充電技術起源于新西蘭的奧克蘭大學。早在1988年奧克蘭大學就開始從事無線充電技術研究，并在1996的成功開發出30kW的公交無線充電系統。Halo IPT是奧克蘭大學為將其技術資產用于電動汽車非接觸充電而設立的部門。Qualcomm于2011年收購Halo IPT公司之后，大力投資并推廣電動汽車無線充電技術。2013年Qualcomm成為Formula E的官方技術合作伙伴，賽事中BMW i8安全車及BMW i3醫療車就配備了應用Qualcomm HaloTM技術的無線充電系統，以保證緊急情況時能夠快速部署到現場。

高通無線充電業務全球員工近100人，分布于慕尼黑、蘇黎世、奧克蘭、圣地亞哥、倫敦、東京、上海等地，在上海有近10人的團隊服務于本土客戶。

高通提供整套電動汽車無線充電解決方案，不僅包括高效可靠的電磁部件、功率電子、系統集成等，還包括異物檢測（FOD - Foreign Object Detection）、活體保護（LOP - Living Object Protection）、及定位引導等重要的附屬功能。其參考設計涵蓋3.7kW、7.4kW、11kW、及22kW不同功率等級，在工作范圍內均能達到90%以上的系統效率。除傳統的CR環形線圈外，高通主推DD形線圈結構。相比CR結構而言，DD形更小更輕、效率更高、對準要求低、互操作性好、安全性更高。高通擁有一系列的專利技術及知識產權，積極參與了各項標準的制訂，包括SAE、IEC、ISO國際標準， 以及GB國家標準等。高通技術方案已在不同的車型平臺上集成并測試，包括Renault Fluence、 Nissan Leaf、BMW i3、BMW i8、及Honda Accord等。

不過，高通采用的是技術授權的業務模式，不直接生產和銷售產品。到目前為止，高通的授權廠商有10余家，包括Chargemaster、Efacec、Brusa、Ricardo、Lear、Lumen 和Preh等。高通也在積極拓展國內業務，相信在不久的將來，高通授權的國內零部件供應商就能交付汽車無線充電產品了。

2、WiTricity

WiTricity是由美國麻省理工學院（MIT）的助理教授Marin Soljacic研發的一種遠距離無線電力傳輸技術，其成功實現從6英尺的距離對60W的燈泡進行遠程供電。2007年該技術團隊從MIT獨立出來并成立了WiTricity公司。其總部位于波士頓，在奧斯汀有設計中心，另外在歐洲、日本、韓國、及大中華區都設有辦事處。

WiTricity高效率的3.6-11kW電動汽車充電系統，基于廣泛應用的CR環形線圈架構，經過美國能源署的測試，為OEM、Tier1、及EVSE提供了靈活的系統設計。

DRIVE11評估系統是WiTricity應“停車即充”電動汽車無線充電而開發的一套參考設計，功率11kW，效率最高可達94%。還包括異物檢測（FOD），活體檢測（LOD）和位置檢測（PD）功能，適用于不同底盤高度的車輛，包括乘用車、越野車、和輕型卡車等。

類似于高通，WiTricity采用的也是技術授權的業務模式。其合作伙伴有Brusa、Delphi、Toyota、TDK、IHI等。

3、Evatran

Evatran 于2009年成立，位于弗吉尼亞州里士滿，員工30余人。Evatran是將電動車無線感應式充電技術推向市場的先導者。2014年，Evatran所研發的電動車無線充電系統獲得美國第三方安全機構ETL認證。最近，Evatran宣布旗下Plugless產品已累計為電動汽車充電100萬小時。

Plugless無線充電系統，采用電磁感應技術為車輛進行無線充電。當安裝在車輛底盤上的車用轉接器Vehicle Adaptor與安裝在地面的平臺Parking Pad對準時，整個系統就會被喚醒，并透過氣隙傳送能量。據第三方測評，其3.3kW系統效率在82.5%左右。目前，Evatran產品均為交流輸出，主要針對后裝市場，其官網報價如下。

2016年7月，萬安科技（002590.SZ）出資75%與Evatran在中國設立合資公司——浙江萬安億創電子科技有限公司，主要聚焦于無線充電業務，其市場空間值得期待。

4、Bombardier

龐巴迪（Bombardier）總部位于加拿大的蒙特利爾，是全球唯一一家同時生產飛機和火車的制造商。龐巴迪運輸（集團）的全球總部設在德國柏林，在曼海姆開設了專用的技術中心，為飛速發展的電動交通領域內的合作伙伴、項目和機會提供支持。

龐巴迪創新的PRIMOVE技術使電動車輛可以在行駛中（動態充電）或靜止時（靜態充電）進行充電，該系統可以非常高效地傳送能量并保持車輛的原有性能，其22kW用于電動轎車或公交巴士的PRIMOVE系統最高達90%的效率。

從2008年至2009年，第一臺樣車在龐巴迪位于德國包岑的現場進行了大量測試，裝配有PRIMOVE部件的一輛低地板有軌電車和一條測試軌道，用來測試在所有典型運行條件下系統的性能。2010年9月，龐巴迪運輸集團與奧格斯堡交通管理局合作，在一段線路上為有軌電車安裝了非接觸式無接觸網的PRIMOVE系統。2011年以來，龐巴迪攜手合作伙伴在比利時洛梅爾市內一段125米長的公共道路上和一輛公交巴士上裝備了PRIMOVE技術。2012年，龐巴迪與布倫瑞克市和當地交通運營商合作，將公交網絡的一部分改造成一條生態友好型電動線路，將兩輛裝備有PRIMOVE技術的公交巴士投放在一條12公里長的線路上運營。

5、Elix

Elix公司成立于2013年1月，注冊地位于加拿大大不列顛哥倫比亞省基洛納市，員工10余人。Elix擁有動態磁性耦合（MDC - Magneto Dynamic Coupling）技術，其無線充電系統可廣泛應用于客運、采礦、倉儲、油氣和其他工業領域。

Elix公司所專注的MDC技術，最早是由加拿大英屬哥倫比亞大學（University of British Columbia，簡稱UBC）的Lorne Whitehead教授在2012年發明的，基于一種“遠程磁性齒輪”來代替傳統的電磁線圈實現無線充電。其實就是一對不斷旋轉的磁鐵，一只被安裝在充電器內，一只被安裝在車上接收裝置。充電器內馬達驅動磁鐵旋轉，接收裝置內對應的磁鐵在磁場的作用下也會開始轉動，由轉動產生的機械能轉化為電能，從而對動力電池充電?？筛爬殡娔堋獎幽堋獎幽堋娔?。據稱Elix系統效率最高超過90%。由于MDC技術通過70-400Hz磁場來傳遞動能，不涉及高頻電磁波，因而有更高的安全性能，可在諸如油氣、采礦、海下、化工品處理等危險環境下運行。其缺點在于，MDC運動部件從設計和組裝上會比固定狀態的線圈復雜，磁鐵的設計、安裝、組合、配比困難，設備維修也會比較麻煩。

2016年9月，宗申動力出資360萬美元投資Elix公司成為第一大股東。2017年4月，Elix上海工程中心隆重開業。

6、中興新能源（ZTEV）

中興新能源（ZTEV）成立于2014年6月，是中興通訊（ZTE）旗下的控股子公司。ZTEV研發出具有完全自主知識產權的電動汽車3-60kW大功率無線充電系列產品，為新能源智能網聯汽車提供自動、自在、自由的汽車充電整體解決方案。

早在2012年6月，ZTE就研制出無線充電第一代樣機。2014年ZTEV推出“智慧無線充電”，重點應用到城市公交大巴。無線充電具有“站不用地、路不白跑、車不增重、充不動手、電不過放”五大優勢，有效解決在都市核心地帶大量建設充電設施的“老大難”問題。ZTEV在全國30多個城市包括成都、襄陽、張家口、大理、麗江、貴陽、長春、惠東等地開通了無線充電公交線路。

除公交大巴外，ZTEV也積極投入乘用車無線充電系統開發。分別于2015年7月及2016年12月完成乘用車分體式及一體式無線充電系統設計，同國內大部分OEM廠家都展開了交流合作。另外，ZTEV積極參與電動汽車無線標準的制定，牽頭立項1項電動汽車無線充電國家標準，并起草了多項地方標準。

7、中惠創智（Zonecharge）

中惠創智（Zonecharge）成立于2015年7月，致力于無線供電技術的研發與產業化運營。公司現有核心技術研發人員60余人，在煙臺總部建有無線電能傳輸技術研發中心，在深圳公司建有電磁兼容標準化實驗室。目前，公司旗下有專注低功率無線供電芯片研發生產的“泰沃”品牌，和專注高功率新能源汽車充電樁研發生產的“能度”品牌。

2016年3月在廣州國際新能源汽車充電樁博覽會上，Zonecharge首次實車展示新能源汽車無線充電樁。這套基于磁耦合諧振技術的6.6kW無線充電樁，傳輸距離達到20cm，傳輸效率最高達90%。同時展示的另一套30kW的無線供電產品，傳輸距離最大可達60cm，而且具有相當程度上的水平和垂直自由度，主要應用在大巴車和城市公交上。

2017年5月4日，Zonecharge在煙臺承辦了國家標準《電動汽車無線充電系統通用要求》工作組2017年第一次會議。