剪掉充電汽車的“尾巴”

_耿雁博

更方便的充電手段有可能會讓電動汽車這個產業變成真正的朝陽。

現在，世界上很多地方都有電動汽車的充電站，對于這個產業而言，這是一件好事，但他們有時真的很礙眼。

在你心情不好、交通擁堵又趕上汽車沒電的時候，那些密集的、纏繞在一起的黑色電線，大概會讓你抓狂。而這樣的用戶體驗，確實對不起電動汽車的消費者們。

所以，當一輛使用地下無線充電的日產凌風電動車出現在谷歌山景城總部的時候，引起了人們一陣小小的騷動。這個公司不僅盛產“極客”，也試圖給電動車行業帶來一些變化：在給電動車充電時，拋棄以往所必須的充電樁、電源插座以及電線，取而代之的是隱藏在地下的電源和變壓器，裝有感應裝置的充電汽車只需接近充電區域，就可以對車輛進行充電了。

無獨有偶，在2011年底，戴姆勒和德國康達科提·溫弗勒公司也試驗了一種類似的感應充電設備，他們將充電設備隱藏在停車位之下，當汽車在停車位上停放時，即可觸發充電裝置。這一技術的出現，將使電動車有希望告別那些麻煩的充電線。

這可不僅僅意味著電動車產業的“形象”得到改善那么簡單。實際上它還將解決另一個事關電動車未來的重大問題，那就是電動車在使用過程中的充電效率。

在電動汽車行業，研究者們一直試圖在兩個方向上同時摸索電力問題的解決之道，一個是對電池本身進行技術創新和控制成本的努力，還有一個是外部技術——尤其是充電技術的改進。工程師們的想法是，如果充電技術能方便的如同燃油動力汽車加油一樣，那么即使是電池本身的效率不高又有什么關系呢？

而目前主流的有線電動車充電解決方案，卻恰恰存在著效率不高的嚴重缺陷。在2011年全球汽車產業論壇上，德勤事務所發布了一份全球電動車調查報告。這份報告統計，發達國家的消費者對電動車的興趣明顯低于發展中國家：中國購買電動車的潛在消費者可能達到50%，印度比中國還高出近10個點，而美國只有12%，日本只有可憐的4%。

電動車的電力問題影響著眾多消費者的興趣，在那些追求效率的發達國家市場上，這體現得尤其明顯。大部分消費者對電動車充電一次的預期行駛里程數是380至420公里，但目前最多只能行駛約160公里；對電動車的預期充電所需時間是兩個小時，但是有線充電的充電時間，卻超過了4小時。這些都是可用性和易用性方面亟待解決的問題。在中國，即便每臺電動汽車的補貼可以高達6萬元，也依然乏人問津。

因此，谷歌和戴姆勒公司將電磁感應充電設備埋在停車位之下的設計方案，自然贏得了一片叫好聲。這個方案來自一個叫做“Effizienzhaus-Plus Mit Elektromobilitat”的計劃。這是一個人類日常生活環保探索項目，其中一個最重要的部分就是電動汽車如何可以變成一個可連續使用且方便的交通工具。

他們提出的解決方案就是“充電不要電線”，通過在私人住宅的停車位下放置充電線圈，利用汽車內部的充電感應裝置與其配合，達到為電動車充電的目的。在這樣的技術手段下，充電效率達到了90%，將電力充滿所需的時間也大為減少，只需要一至兩個小時，與消費者的心理預期相去不遠了。

它還同時解決了電動車充電站的布點問題。將設備埋藏在停車位之下，可以充分利用現有空間，用戶只要把車停下就可以進行充電。除了私家車庫，公用停車場也可以部署這種設備。即便是要考慮建設專用的地下感應式充電站，由于取消了充電樁、電源插座和電線等設施，需要的空間也會比有線充電站要小得多。無線充電使電動車的充電手段更為靈活，用戶在很多時候都可以得到電力補充，從外部緩解了電動車電池本身效率的不足。

無線電力傳輸一直是人類多年來的夢想之一。早在1831年，法拉第就發現了電磁感應，后來天才發明家愛迪生以及最癲狂的科學家、交流電之父尼古拉·特斯拉，也在不知疲倦地實驗如何可以隔空傳輸電能。但當時這些努力并沒有把這個想法變成現實。

隔空充電最大的問題是傳輸效率。電磁輻射本身的性質決定它只適合傳遞信息，并不適合進行能量的傳輸，因為輻射沒有定向性，如果用來傳輸能量，大部分都將浪費在傳輸的空間中；而那些定向性的電磁輻射，比如激光，本身存在破壞性，只適合能量輸出，并不適合傳送。

在谷歌和戴姆勒的工程師手里，隔空傳輸電力的技術終于得到了大力推進。這是一種被稱為“磁性耦合”的技術，對這個拗口的術語，我們需要稍微做一下解釋：在近距離內，兩個頻率相同的諧振物體，可以產生很強的相互感應，并且有效地交換能量。這種磁共振現象是一種電力傳輸的潛在手段。

它的本質是對電磁波進行感應。原理與變壓器有些類似，在發送和接收端各有一個線圈，發送端的線圈連接有線電源產生電磁信號，而接收端線圈則負責感應發送端的信號，并將它轉化為電流給汽車中的電池充電。

在接受《第一財經周刊》采訪時，上海交通大學(微博)機械與動力工程學院教授、汽車工程研究院院長許敏透露，目前汽車無線充電技術可以做到在1米左右的距離、接收發出的95%的電力的效果。如果將普遍使用的化學電池換為物理性質的電容，就能更好地解決充電速度慢的問題，這會更進一步推動電動汽車產業的發展。一個更大膽的計劃是，可以將感應電圈像排水管道一樣埋放在一些特定路段，電動汽車直接開上這條路就可以進行感應充電。這種方法既不需要充電站一般的投資規模，也不占用額外的地皮，只要在車道下埋放充電線就好。

但眼下，這樣的想法還是顯得過于樂觀。

汽車無線充電技術雖然初露曙光，但離踏上真正的商業化仍有一段距離。首先需要解決的是感應技術的靈敏程度，以及由此引發的智能匹配問題。感應式線圈是目前看來最可行的無線充電手段，通過在接收線圈上配備一個電容、構成一個具有特殊功能的天線，在特定的頻率下與發射線圈共振，之后便可以開始轉化電能。道理并不復雜，但是如何能讓不同公司、不同型號的汽車，都能方便地找到這個頻率，卻是一個大問題；此外，如果發射器附近放置的是不匹配的異物，就有可能引發危險，所以無線充電設備需要有對受電目標的識別，只有識別準確了才能夠送電。

如此看來，所有這些設備——無論是發射設備還是接收設備，都必須能針對共振頻率進行自我調整、智能識別，這樣才能走向真正的市場化。這意味著必須建立一種行業標準，使技術可以跨品牌使用。不僅要有一組通用的共振頻率，還需要一套標準的識別碼發送、解碼和激活技術。這一切都是為了發射器能夠在各種條件下正確感應到接收器，以便傳送電力。消費者并不愿意看到每一家公司都各自推出自己的無線充電標準，因為那意味著發展這一技術的初衷已經蕩然無存。

精明的汽車公司的老板們不會不知道這一點。不過要讓他們下定決心，恐怕就是另一回事了。多家公司共同遵循同一種行業標準，并且還是顛覆性的，在很多時候都不是一件容易實現的事。這已經不是技術問題，它通常與環境、時機和運氣有關。我們能做的，恐怕只有等待。

在電池技術無法取得突破性進展的今天，想到用更方便、更快速的充電方式來刺激電動汽車市場的發展，是一個聰明的舉動。如果無線充電技術最終能夠走出實驗室、并且形成標準化，那么將帶動更多人選擇電動汽車。到那時，電動汽車也將會從小眾市場走向主流。