無線充電原理

先說一下無線充電的概念，它來源于無線電能傳輸技術(shù)，目前可以分為小功率無線充電和大功率無線充電兩種。小功率通常使用電磁感應(yīng)原理，例如手機無線充電，它分發(fā)射線圈和接收線圈兩部分，發(fā)射端的電流，通過電磁感應(yīng)原理把能量傳到接收端，從而為手機充電。大功率無線充電通常使用磁場共振式，例如汽車的無線充電，它由供電設(shè)備和用電設(shè)備兩部分組成，當兩個設(shè)備調(diào)整到相同頻率，或者說在一個相同的頻率上共振，即可以相互交換能量。

無線充電起源

無線充電這個說法由來已久，最早的起源是在19世紀末，著名的電氣工程師及物理學(xué)家尼古拉.特斯拉發(fā)現(xiàn)，當兩個特斯拉線圈的共振頻率調(diào)整為一致的情況下，兩個線圈可以接受和發(fā)送無線電信號。1897年9月份，特斯拉向美國專利局提交了第一份有關(guān)無線電的專利申請。早先，這種無線電能傳輸技術(shù)都是以km為單位進行的遠距離大功率的電能傳輸，然而，以此為目的而進行的實驗都以失敗告終了。

無線充電發(fā)展

到了近代，重新興起無線充電的熱潮是在21世紀初。2007年，麻省理工學(xué)院的研究團隊在美國《科學(xué)》雜志的網(wǎng)站上發(fā)表了一項“無線電力”的研究成果，利用電磁波共振原理成功隔空點亮2.6米外的60W燈泡。2011年安利公司富爾頓創(chuàng)新公司在國際消費展上推出世界上第一輛無線充電的特斯拉汽車；2012年諾基亞推出了第一款支持無線充電的手機，同年日本推出了可以在道路上邊跑邊充電的汽車；2013年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)發(fā)布一米以外的磁共振式無線充電技術(shù)。其實說起來，國內(nèi)很早就在這塊領(lǐng)域進行了研究，早在2005年12月比亞迪就申請了非接觸感應(yīng)式充電器專利。2010年8月，全球首個推動無線充電技術(shù)的標準化組織——無線充電聯(lián)盟在北京舉行新聞發(fā)布會，隆重宣布將Qi無線充電國際標準引入中國。

無線充電標準

說到無線充電標準，無線充電之所以發(fā)展緩慢，很大的一個原因就是因為標準不統(tǒng)一。WPC、PAM和A4WP是世界三大標準組織。

WPC（世界無線充電聯(lián)盟）成立于2008年12月，由多家獨立公司組成，是世界上首個的無線電源的行業(yè)標準組織，其使命是為了創(chuàng)造和促進市場廣泛采用與所有可再充電電子設(shè)備兼容的國際無線充電標準Qi，這是目前應(yīng)用最廣的標準。WPC2010年發(fā)布QI,2012年才推出WPC1.0標準，它使用的是磁感應(yīng)無線充電技術(shù)。PAM是寶潔和Powermat Technologies 在2012年創(chuàng)立的，使用的也是磁感應(yīng)無線充電技術(shù)，其認證品牌是Power2.0。A4WP是由三星和高通在2013年創(chuàng)立的，其認證品牌是“Rezence”，它使用的是磁共振無線充電技術(shù)。

QI、PAM、A4WP都致力于成為全球通用的最終標準，但目前狀態(tài)應(yīng)該是勢均力敵。而關(guān)于電動汽車的無線充電標準，2016年 SAE International（ 原譯:美國汽車工程師學(xué)會）推出行業(yè)標準 “SAETIRJ2954”，這是電動汽車無線充電方面的第一個行業(yè)標準，具有開創(chuàng)性意義。

無線充電的應(yīng)用

一、特斯拉

2016年，特斯拉為Modle S推出了一套專屬的無線充電系統(tǒng)。這套系統(tǒng)是由一家專注于無線充電技術(shù)的公司Evatran提供的，被設(shè)計成類似掃地機器人的模樣，使用時只要將車輛停在該模塊上，此時固定在地面的充電模塊和車內(nèi)加裝的約16公斤的接收模塊便可以開始工作，為Model S充入電能。

二、奧迪

2017年7月，全新一代奧迪A8在巴塞羅那奧迪全球品牌峰會上完成首秀。奧迪推出插電混動版本的A8 e-tron quattro，無線充電技術(shù)也率先應(yīng)用到上面。使用時，車位處需要事先安裝好無線充電臺，當停車入位后，車內(nèi)的電力接收線圈便開始以3.6KW的功率為電池組充電。

三、寶馬

2017年，寶馬為在北美車展上亮相的全新一代BWM 530e iPerformance車型提供一臺3.2千瓦的無線充電系統(tǒng)。寶馬530e搭載9.4千瓦時電池，大概需要3.5個小時就可以充滿。該系統(tǒng)采用電磁感應(yīng)原理。感應(yīng)板中的電磁線圈會產(chǎn)生交變電磁場。汽車停泊在感應(yīng)板上方，交變電磁場使汽車中的線圈產(chǎn)生電流，給電池充電。

四、奔馳

有外媒報道，奔馳將于2018年正式推出首個電動汽車無線充電系統(tǒng)，其充電原理與寶馬的感應(yīng)式無線充電保持一致。但目前這項新技術(shù)還處于初級階段，并且會在某些特性上作出妥協(xié)。但是仍然值得我們的期待。

五、其他

1、2012年，沃爾沃利用道路進行無線充電。

2、2014年，日本啟用了魔方電動車和無線充電式混合動力巴士。

3、2014年，比亞迪純電動巴士應(yīng)用WAVE無線充電墊。

4、2015年，高通推出 Halo感應(yīng)充電系統(tǒng)。

5、2015年，中興開發(fā)出無線供電系統(tǒng)。

總結(jié)

總體來說，目前汽車無線充電有了一部分應(yīng)用實例，但普遍都是在探索階段。新能源汽車的充電有多種方式，包括充電樁、無線充電、更換電池、移動式充電（邊跑邊沖，處于試驗階段）等多種方式。

無線充電是新能源汽車的其中一種充電方式，它的優(yōu)勢在于

一、充電設(shè)備占地小，便利性高，增大空間利用率；

二、后期維護成本低；

三、信息化、智能化；

四、減輕對電網(wǎng)的壓力。

其次，我們也不能忽視其技術(shù)難度，充電效率、損耗及電磁輻射等都是目前沒徹底解決的問題，也是汽車無線充電發(fā)展比較緩慢的原因。

在國內(nèi)，電動汽車已成為未來發(fā)展的必然趨勢，那么相對而言，汽車無線充電市場就是一塊大蛋糕，可惜的是，很少有企業(yè)吃得動。社會需求永遠是推動技術(shù)發(fā)展的動力，不久的將來，汽車無線充電產(chǎn)業(yè)必將煥然一新！