動態(tài)無線充是夢嗎？

陳秀娟

電動汽車的動態(tài)無線充電技術，從理想到現實還有多遠？

充電是電動汽車使用過程中重要一環(huán)，充電的體驗很大程度上決定了消費者的購買決策和用車體驗。今年春節(jié)剛過，電動汽車無線充電行業(yè)就傳來一件令人振奮的消息：2月13日，迪拜道路運輸局（RTA）宣布，利用磁共振技術（Shaped Magticfield Responsion，SMIFIR）成功測試運行中的電動汽車和公共汽車的動態(tài)無線充電。

未來，迪拜的電動巴士和電動汽車可以在路上充電。業(yè)內認為，這將重塑電動汽車無線充電技術的市場格局。

市場規(guī)模達4.07億美元

所謂電動汽車的無線充電技術，即允許電動汽車在不使用電線或電纜的情況下、通過嵌入在道路和停車位的無線充電源板自動連入電網進行充放電。這種充電方式的優(yōu)點是使用方便安全，可以有效利用汽車電池容量、減輕車體重量、增加車輛續(xù)航里程。

根據研究機構Research and Markets的報告預測，至2025年，電動汽車無線充電市場規(guī)模預計達4.07億美元，2020年-2025年期間的年復合增長率將到117.56%。

這份報告同樣指出，受益于中日韓三國電動汽車無線充電技術的發(fā)展，亞太地區(qū)預計是電動汽車無線充電技術的最大市場，其次是歐洲和北美。該地區(qū)市場的增長歸功于中國、日本和韓國電動汽車無線充電技術的巨大發(fā)展。

動態(tài)無線充受關注

實際上，無線充電并非新技術，早在120年多年之前的1891年，“交流電之父”尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）就取得了特斯拉線圈的專利，描繪了無線充電和無線傳輸的藍圖。

無線充電原理就是電磁感應原理，即功率通過磁場在線圈之間傳輸，通過發(fā)射線圈的交流電根據安培定律產生振蕩磁場，磁場通過接收線圈又在法拉第感應定律下產生交流電，進而達到充電的目的。

那以后，無數的科學家對特斯拉的這一構想不斷探索。

后來，無線充電技術終于有了新的突破。2007年，麻省理工大學（MIT）的教授Marin Soljacic及其研究小組把共振運用到電磁波的傳輸上而成功“抓住”了電磁波。他們利用銅制線圈作為電磁共振器，一團線圈附在傳送電力方，另一團在接受電力方。傳送方送出某特定頻率的電磁波后，經過電磁場擴散到接受方，電力就實現了無線傳導。

這項被他們稱為“無線電力”的技術經過多次試驗，已經能成功為一個兩米外的60瓦燈泡供電。這項的最遠輸電距離還只能達到2.7米，但研究者相信，電源已經可以在這范圍內為電池充電。而且只需要安裝一個電源，就可以為整個屋里的電器供電。利用兩個60厘米的線圈，點亮了間隔2米的60瓦燈泡。它的特殊之處在于，應用的是磁共振原理，兩個線圈在頻率一致情況下，實現了無線電能傳輸。

無線充電技術發(fā)展到今天，按充電原理劃分，可以分為三種：無線電波式、電磁感應式、電磁共振式。其中，電磁感應式和電磁共振式在中小距離場合的能量傳輸效率較高，更適用于電動車充電。

按照充電方式劃分，無線充電技術可以分為動態(tài)充電和靜態(tài)充電。動態(tài)充電系統易于使用，并且可以為行駛狀態(tài)下的車輛充電。

此次迪拜成功測試的充電技術就屬于電磁共振式動態(tài)充電技術。當電動汽車處于行駛或靜止狀態(tài)時，SMIFIR技術可將大量能量從道路無線傳輸到電動汽車。簡言之，SMIFIR技術使汽車能夠在充電站不停車的情況下無縫運行。

正是因為這種技術的電網埋在路面下，因此不會對城市造成視覺污染。此外，它不會干擾道路上的人員和車輛（如電纜充電器）的移動。該無線充電SMIFIR技術解決了電動汽車的電池和充電基礎設施問題。

這項試驗有助于促進迪拜居民廣泛使用環(huán)保車輛和可持續(xù)交通，是對迪拜2030年綜合能源戰(zhàn)略、迪拜2021年計劃和阿聯酋2021年愿景的補充。

目前市場上的主要技術開發(fā)公司多專注于動態(tài)無線充電系統，以滿足日益增長的商用電動汽車需求，比如中國和韓國主要開發(fā)的也是動態(tài)無線充電系統。

巨頭紛紛入場

在電動汽車無線充電領域，最早涉足的是全球通信巨頭高通。

早在2013年，高通就宣布與Formular E 控股公司達成合作，將旗下的Halo無線充電技術應用于Formula E電動方程式賽車上。2015年，裝配有Qualcomm Halo 7.4kW無線充電系統的寶馬i8開始成為全新的官方安全車。

兩年后，2017年5月，高通宣布已經完成了電動汽車行駛中進行無線充電的試驗，即在路上增加感應式充電設備，這樣汽車就可以邊開車邊充電。與大多數感應充電不同，高通Halo技術可隔空提供高能量傳輸，并適用于多種車型。它采用多線圈設計，即使充電板未對準車輛也仍然可以進行高效的能量傳輸。

在高通之外，市場上還有WiTricity、Evatran Group、Momentum Dynamics和Bombardier等國際公司以及中國的中興通訊和中惠創(chuàng)智等第三方技術公司都在研發(fā)相關技術。

值得一提的是，Momentum? Dynamics和高通均已通過構建嵌入無線充電系統的100米測試道路來演示動態(tài)無線充電技術。

除開這些科技公司外，傳統的汽車廠家也開始紛紛開發(fā)無線充電技術，成為該市場的新攪局者，如豐田、寶馬、奧迪、現代、沃爾沃、日產、起亞等。

寶馬、奧迪等傳統車企已經建立起了自家的無線充電系統。現代、起亞等也正在對無線充電系統進行開發(fā)。目前正在生產的許多車型都具備無線充電功能：寶馬530e、奔馳S550e、現代的Kona、保時捷的Mission E以及奧迪的E -tron SUV等。

盡管第三方技術公司與主機廠都在發(fā)力研發(fā)電動汽車無線充電技術，由于這項技術還面臨一些挑戰(zhàn)，如缺少電動汽車無線充電技術標準、在磁場環(huán)境下的安全問題、發(fā)射器和接收器之間氣隙的異物和活體的檢測與保護問題、車輛與充電板的定位問題等，無線充電技術的應用仍未正式開始。

不過，此次迪拜的動態(tài)無線充電技術的成功測試，意味著電動汽車的動態(tài)無線充電技術，從理想到現實又近了一步。