汽车无线充电技术，它真的不香吗？

文懂车帝原创孙一超

[懂车帝原创产品] 随着无线充电技术的发展，手机、耳机、牙刷等电子设备都开始配备无线充电功能，这让我们逐渐摆脱不同型号的充电器和充电线的纠缠，享受便捷的充电体验。虽然汽车的无线充电技术不再是什么新奇的事物，但真正商用的实例却并不多，它真的香不起来了吗？又是什么制约了它的普及？

技术原理

无线充电技术本质上是电能的无线传输。早在一个多世纪前，特斯拉就做到了隔空点亮点灯，其中用到的就是电磁感应原理，通过发射线圈的交流电根据安培定律产生震荡磁场，磁场再通过接收线圈又在法拉第感应定律下产生交流电，进而达到电能无线传输的目的。但在应用中，这种电磁感应式充电技术的发射线圈和接收线圈对相对位置的要求比较高，位置的偏移和高低都会对充电效率产生巨大影响，并且只能实现一对一的充电功能。

2007年，麻省理工大学的教授Marin Soljacic及其研究小组把电磁共振运用到电能的无线传输上，在发射线圈和接收线圈具有相同的共振频率的情况下，实现了无线电能传输。相比磁场感应技术，磁场共振的优势在于能在更大的范围内实现有效的能量传递，对于两个线圈的位置要求相对低一些，而且支持多个设备同时充电，这也为动态充电提供了可能，即在道路内铺设发射线圈，车辆可以边开边充电。但这种充电方式效率较低，距离越远，传输功率越大，损耗也就越大，更重要的是必须对使用的频段进行保护免受外界因素干扰。

应用场景

从行业发展规律来看，电池技术经历了从消费电子产品到电动汽车的应用场景拓展，无线充电技术的应用也将经历一个类似的过程。相较于手机无线充电主要用于补电的场景，汽车无线充电主要定位用于自动能量补给，所以它跟自动驾驶、车联网等技术的应用在融合度上较高，使用的便利性上也依赖于自动驾驶和车联网的发展。

结合无线充电停车场、无线充电公路，车辆可借助无线充电技术，实现不需要人介入的能量补给，乃至边走边充的动态充电，方便自动驾驶的实现。而自动泊车、自动驾驶等功能，则可以解决无线充电使用时发射端与接收端对齐的问题。哪怕只是日常家用，由于充电设施与汽车之间以磁场传送能量，没有电线连接的充电器及用电装置都可以做到无导电接点外露，这相比于传统充电桩，在用电安全性方面有着显著的提高。

应用实例

作为最早涉足车辆无线充电且成绩斐然的高通，在2013年法兰克福车展前夕，就宣布与Formular E控股公司达成合作，将旗下的Halo无线充电技术应用于Formula E电动方程式赛车上。而到了2019年2月，能在传输效率上做到94%的无线充电行企业WiTricity，并购了高通旗下的Halo平台，获得了高通手上1500项相关专利、所有的客户和授权，实现了强强联合，这将重塑电动汽车无线充电技术的市场格局。

在公共交通方面，庞巴迪公司开发的primove磁感应耦合式无接触供电系统，可以对电动车辆进行静态充电或动态充电，其独特的线圈设计能实现磁场定向传输，使车内几乎检测不到磁场，车外电磁场强度也只有国际标准ICNIRP2010的四分之一。目前primove系统已在德国的曼海姆、柏林、奥格斯堡，以及比利时的布鲁日、隆梅尔等城市进行商业化运作，与青岛中德生态园合作的亚洲首条无线快充公交示范线也在推进过程中。

宝马5系PHEV

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而在主机厂方面，宝马的应用经验最多，宝马530e插电混动车型在德国和美国都进行了无线充电的试点，其搭载的3.2千瓦无线充电系统，能量转化效率可达85%，并能适应纵向7厘米、横向14厘米的位置偏差。

国内的无线充电技术也取得了巨大的进步，早在2012年6月，中兴新能源就研制出了无线充电技术样机，并在2014年将该技术应用到城市公交大巴上，于2015年7月及2016年12月完成了乘用车分体式及一体式无线充电系统设计，经过3代产品的迭代，在无线充电效率（可达到90%以上）以及无线充电距离方面（200毫米）较为领先。同时中兴也是国内电动汽车无线充电技术标准的制定者之一。

普及难点

虽然已经有了很多的应用实例，但在效率、标准、经济等各个角度上，汽车无线充电离普及还有一段很长的路要走。

从充电功率上看，目前少数乘用车无线充电系统方案的输出功率超过了20千瓦，大部分方案的功率只有3-10千瓦，仅仅相当于现阶段交流慢充桩的充电功率水平，远不及目前800伏高压系统能达到的350千瓦充电功率的水平。同时，无线充电过程涉及交流变直流、直流变高频交流、线圈耦合、整流这一系列变电过程，充电的传输效率基本在80%-90%，相较有线充电95%以上的充电效率还是相去甚远。至少目前来看，无线充电都是更低效且低能的充电方式。

从行业标准制定的角度来看，一项新的技术需要普及，标准必须要先统一。无线充电标准涉及到充电频率、电磁环境等诸多问题，而且目前累积的案例还比较少，标准尚难形成。从目前的发展规划来看，无线充电互联互通的标准今年才会颁布，无线充电设施标准则要等到至少2022年。

从安全的角度上看，无线充电技术作为一种以电磁波传递能量的手段，总会有一定的电磁辐射，在充电时辐射量的大小以及是否会对人体产生伤害，不仅需要技术上的验证，也需要用户心理上的建设，否则会对无线充电产生一定的排斥。而即使解决了技术和标准的问题，无线充电基础设施建设的投入问题又是一个巨大的挑战。要建设一个无线充电停车场并不难，难的是无线充电设施作为一种公共设施的普及，更不用提无线充电公路这种规模的投资和建设了。在无线充电不够普及的时段里，也会很大程度的局限无线充电技术的应用场景。