为什么无线充电对电动汽车很重要

撰文/ 马晓蕾
编辑/ 吴 静
设计/ 师瑜超
来源/ greencarreports 作者：Bengt Halvorson

一旦体验了无线，就再难回到有线时代了，你还记得上一次给笔记本电脑插网线是什么时候吗？

手机的无线充电已经是稀松平常，电动车的无线充电也在悄然到来。

当你回到家把车停好，你或者要牵着蹒跚学步的幼儿，或者要拎着装满商品的购物袋，仅空出了一只手给电动车充电。如果电动车可以无线充电，这一切的烦恼就都解决了，你只需要简单地将车停到指定位置即可。

电动车无线充电是如何工作的？

沃尔沃用C30电动车测试感应式充电▼

无线充电又称感应式充电，通过空气中的磁场传输电能。简而言之，电力在铜线圈上诱发电流，以一定的频率（与调频广播频率相差无几）发射一个振荡磁场，然后被另一个铜线圈捕获。

根据间距对信号进行微调，并在电容器的帮助下，以及在一些核心物理学思想的帮助下，无线充电器可以在不损失太多能量的情况下为电动汽车充电。

从技术上讲，该系统需要两套硬件：置于地面的磁场发射装置，它与专用电路相连，就像壁式充电器一样。还有一个安装在车辆底部的磁场接收装置，用来捕捉磁场，接收电力。

2018年宝马530e iPerformance无线充电▼

WiTricity公司是汽车无线充电技术的领导者，该公司的系统将遵守J2954标准，这一标准要求在10至25厘米的距离内无线充电，这几乎满足所有车辆的离地间隙，无论是跑车还是越野SUV。在11千瓦的功率下，它可以每小时为电动车提供约56公里的续航。

地面的发射装置可发出低能耗信号，显示车辆应该停放的位置，整个过程可以自动完成，实现真正的“即停即充”。

大约85%的充电工作是在家里完成的，所以无线充电主要被设计用于日常充电，而不是一项用于公路旅行的特殊场合的技术。

WiTricity首席执行官阿历克谢·格鲁岑（Alex Gruzen）说：“最终，你会感觉拥有了一辆无限里程的汽车。除了开车、停车，没有额外的工作需要做。”

无线汽车充电的效率如何？

智能手机Qi无线充电的效率最多只有80%，有可能低于70%。汽车的充电系统则不会这么浪费，它是专门围绕效率设计的。

日产无线充电系统▼

WiTricity公司的技术接收了99%的通过“气隙”传输的能量。而且不需要会造成损耗的隔离变压器，这就节省了能源。从电路盒到车辆，无线系统的效率通常为90%到92%，与大多数插电式充电的效率差不多。

无线充电技术可以使电动车在日常使用上更加方便，尤其是很多人认为有线充电很麻烦，且有线充电设备每隔几年就需要更换，无线充电硬件则不存在此类磨损。

梅赛德斯-奔驰无线感应式充电系统▼

另外，当我们的电动车的普及率达到较高水平时，如果无线充电的使用频率更高，它将有可能减少对直流快充的需求，而直流快充对电网来说是一种负担。

无线充电的缺点是什么？

成本是一个大问题。鉴于无线充电需要两套大型硬件组件，它的成本将始终高于壁式或柱式充电器。

除此之外，无线充电的地面装置移位比有线充电器更困难，灵活性较差。

发展到哪种程度了？

2023年Genesis GV60▼

在全球范围内，电动车的无线充电技术推广工作已经开始。捷尼赛思GV60（参数丨图片）是首款支持无线充电的电动汽车。

现代公司在开发其电动车专用的E-GMP平台时也采用了该技术，因此预计很快就会在更多的车型和市场上看到该技术。

在中国，一汽红旗的电动车、上汽集团与阿里巴巴的合资公司IM Motors都采用了该技术。阿里巴巴支持的知豆L7也采用了这一技术。

多年来一直有售后无线充电解决方案，最著名的是美国Evatran公司的Plugless Power系统，它为特斯拉Model S提供了一个方案。WiTricity公司的特斯拉Model 3系统也正在开发中。

宝马5系插电式混合动力车无线充电系统▼

宝马在美国的5系插电式混合动力车中测试了无线充电，但该测试仅停留在小型试点项目水平。

还有一些实验室和初创公司目前正在研究大功率无线充电，速率可与直流快充相媲美，但要走出实验室可能还需要十年。

为什么无线充电还没有流行起来？

简单地说，该技术还没有准备好。但它已经酝酿很久了。

无线充电最初由尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）在一百多年前提出并演示。到了今天，它已经在实验应用阶段存在了几十年。过去15年的一系列进展加速了该技术的进步，达到了可靠、高效和易于包装的程度。

智能手机的Qi无线充电是这项技术第一次成为主流，但它在几十年前就已经在汽车上进行了测试和应用。但近年来的一系列整合，推动了它的商业化。

Halo和WiTricity两家公司都是2010年开始涉足这一领域的，它们将汽车无线充电工作从大学的实验室里带出来。

高通公司于2011年收购了HaloIPT，然后WiTricity一直在研究略微不同的解决方案，于2019年与高通Halo合并。

停车楼内的无线充电 - WiTricity▼

“之后，WiTricity 立即着手整合架构，吸取双方的优点，以便能够向美国汽车工程师协会（SAE）提交一个我们都认可的共同架构。”格鲁岑回忆说。

这对于2020年10月批准的SAE J2954标准至关重要，这基本上是一个信号，表明该技术可以推向市场。

全球汽车和车辆供应商西门子在2022年6月对WiTricity进行了2500万美元的投资，用于家庭、停车场、工作场所或车队的解决方案。

西门子认为到2028年，仅在欧洲和北美，无线充电的市场就将达到20亿美元。

ORNL与UPS混合卡车的无线充电演示▼

‍尽管目前家庭解决方案的SAE标准最高为11千瓦，但该系统会推出更高功率的版本应用于车队。这可能主要来自不同的公司，包括HEVO和Momentum Wireless等。

另外，还有一些公司正在研究无线动态充电，让车辆边行驶边充电，目前来说还是一个遥远的梦，

售后市场也会增长。Plugless Power公司曾为特斯拉Model S、日产Leaf等车型销售售后系统，今年也将推出新一代系统，目标价格约为3500美元，该系统将通过苹果CarPlay界面对齐两大充电装置。

特斯拉Model S的Evatran无插头无线充电器▼

WiTricity经过调查发现，在有无线充电的情况下，消费者对电动车的购买意向从35%提高到59%。许多非电动车主希望未来电动汽车配备该技术。

“十年来，无线充电技术只存在于实验室工程师的对话里。”格鲁岑说，“现在我们在市场上有了一个真正的产品。它可能成为更多美国人购买电动车的原因。”