電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)前景廣闊 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)即將發(fā)布

 停車、插線、刷卡、充電……這是目前電動(dòng)汽車普遍采用的直流充電的大致步驟，也是目前最主要的充電方式，但也存在不少問(wèn)題。如充電時(shí)間一般需要數(shù)小時(shí)，趕上充電高峰時(shí)充電樁數(shù)量明顯不足，排隊(duì)充電比燃油汽車加油等待時(shí)間更長(zhǎng)；加油站只需有車輛通道就能開(kāi)設(shè)，而充電站的占地面積更大……

　　上海交通大學(xué)電氣工程系教授、博士生導(dǎo)師唐厚君在接受《中國(guó)汽車報(bào)》記者采訪時(shí)表示，正是因?yàn)橛芯�充電的局限性，所以業(yè)界把目光盯向了無(wú)線充電技術(shù)。“電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)前景廣闊，國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)、高校、企業(yè)都在進(jìn)行研究，整體處于研究和試用階段。”

　　國(guó)內(nèi)：起步晚進(jìn)展快

　　目前國(guó)內(nèi)正在開(kāi)發(fā)的電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)，大都是利用電磁感應(yīng)原理，通過(guò)非接觸的方式為電動(dòng)汽車進(jìn)行充電。該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，通常是在地面端與車載端各安裝兩個(gè)耦合線圈，利用兩線圈之間的磁場(chǎng)耦合，實(shí)現(xiàn)電能從發(fā)射端到接收端的傳輸。電動(dòng)汽車的無(wú)線充電，省掉了充電線，具有易操作性、高安全性、強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性等特點(diǎn)。

　　“無(wú)線充電相比有線充電，雖然目前成本相對(duì)高一些，但由于不需要插拔充電插頭，無(wú)線充電設(shè)施可以埋設(shè)在水泥路面之下，損壞幾率遠(yuǎn)低于有線充電樁，因此維護(hù)成本可大幅降低。”在國(guó)內(nèi)推出第一代無(wú)線充電產(chǎn)品且已開(kāi)始試用的浙江萬(wàn)安億創(chuàng)電子科技有限公司（簡(jiǎn)稱“萬(wàn)安億創(chuàng)”）首席研發(fā)工程師姚辰告訴記者，電動(dòng)汽車的無(wú)線充電技術(shù)不僅能讓充電更便捷，還能創(chuàng)造一些新的應(yīng)用場(chǎng)景和商業(yè)模式。

　　近年來(lái)，汽車特別是電動(dòng)汽車結(jié)合自動(dòng)駕駛技術(shù)的研發(fā)在全球范圍內(nèi)如火如荼，如果自動(dòng)駕駛技術(shù)能夠在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)泊車的情況下，再配合無(wú)線充電技術(shù)可體現(xiàn)電動(dòng)汽車獨(dú)特的優(yōu)越性。更清潔、更便捷是無(wú)線充電技術(shù)的核心競(jìng)爭(zhēng)力所在。在不遠(yuǎn)的將來(lái)，無(wú)線充電技術(shù)將有望改變?nèi)藗冇密嚨牧?xí)慣，隨停隨充，省去排隊(duì)等待時(shí)間。

　　記者在采訪中了解到，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有數(shù)家企業(yè)在研發(fā)電動(dòng)汽車無(wú)線充電產(chǎn)品，如中興通訊、比亞迪、萬(wàn)安億創(chuàng)等。其中，中興通訊在2012年就推出了應(yīng)用于電動(dòng)公交車的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品，如今與其開(kāi)展試點(diǎn)合作的主要車企有東風(fēng)汽車、蜀都客車、宇通、北汽、長(zhǎng)安、奇瑞等，無(wú)線充電設(shè)施試點(diǎn)城市包括成都、襄陽(yáng)、張家口、大理、麗江、貴陽(yáng)等。

　　“國(guó)內(nèi)研究起步雖然比國(guó)外要晚，但與國(guó)外的技術(shù)差距不大，目前面臨的技術(shù)難點(diǎn)，是如何設(shè)計(jì)電磁場(chǎng)和線圈系統(tǒng)提高無(wú)線充電的效率，以及降低成本。” 中國(guó)科學(xué)院電工研究所（簡(jiǎn)稱“中科院電工所”）研究員、博士生導(dǎo)師王麗芳介紹，中科院電工所正在開(kāi)展試用的無(wú)線充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)功率等級(jí)3.3kW，與當(dāng)前大多數(shù)電動(dòng)汽車的車載充電機(jī)功率吻合。

　　國(guó)外：強(qiáng)研發(fā)重標(biāo)準(zhǔn)

　　目前，美、歐、日等多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的研究機(jī)構(gòu)與企業(yè)都在發(fā)力電動(dòng)汽車的無(wú)線充電技術(shù)。英特爾、蘋果、美國(guó)無(wú)線電力公司（WiTricity）在這方面具備技術(shù)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，寶馬、奔馳、奧迪、沃爾沃、豐田、現(xiàn)代等車企也都在無(wú)線充電方面開(kāi)展了研發(fā)布局。

　　近日，蘋果公司結(jié)合開(kāi)發(fā)自動(dòng)駕駛技術(shù)，申請(qǐng)了電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)專利。該專利名為“無(wú)線充電校準(zhǔn)系統(tǒng)”，通過(guò)與電動(dòng)汽車自動(dòng)駕駛中的自動(dòng)泊車相結(jié)合、以實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電。寶馬于去年7月，在其插電式混合動(dòng)力汽車BMW 530e iPerformance PHEV車型上市的同時(shí)，向市場(chǎng)投放了電動(dòng)汽車無(wú)線充電系統(tǒng)。電動(dòng)汽車只需停放于充電底座正上方，按下啟動(dòng)按鈕，無(wú)需電纜線即可開(kāi)始充電，充電完成系統(tǒng)也將自動(dòng)關(guān)閉，此系統(tǒng)支持安裝在私人車庫(kù)中，功率3.2kW在3.5小時(shí)內(nèi)可將電池充滿。

　　無(wú)線技術(shù)領(lǐng)軍者之一的高通(Qualcomm)多年前就開(kāi)始研究電動(dòng)汽車的無(wú)線充電技術(shù)。其研究從1988年開(kāi)始，并在1996年成功開(kāi)發(fā)出30KW的電動(dòng)公交無(wú)線充電系統(tǒng)。高通于2013年成為國(guó)際汽聯(lián)電動(dòng)方程式比賽（Formula E）的官方技術(shù)合作伙伴，賽事中BMW i8安全車及BMW i3醫(yī)療車就配備了高通的無(wú)線充電系統(tǒng)，以保證緊急情況時(shí)能夠快速部署到現(xiàn)場(chǎng)。發(fā)展至今，高通相關(guān)技術(shù)具備先進(jìn)的異物檢測(cè)、活體保護(hù)及定位引導(dǎo)等特有技術(shù)，并且設(shè)計(jì)涵蓋3.7kW、7.4kW、11kW、22kW等不同功率等級(jí)，充電效率達(dá)到90%以上。不過(guò)，高通更多的是采取技術(shù)授權(quán)的業(yè)務(wù)模式，不直接生產(chǎn)和銷售產(chǎn)品。

　　投入技術(shù)研發(fā)較早的還有美國(guó)無(wú)線電力公司，其具有高效率的3.6kW~11kW電動(dòng)汽車無(wú)線充電系統(tǒng)，充電效率最高可達(dá)94%，還適用于不同底盤高度的電動(dòng)車輛，包括電動(dòng)乘用車、越野車和輕型卡車等。

　　總部位于加拿大蒙特利爾的龐巴迪公司，雖然是飛機(jī)和火車制造商，但其研發(fā)的無(wú)線充電技術(shù)可以對(duì)行駛中(動(dòng)態(tài))或靜止時(shí)(靜態(tài))的電動(dòng)車輛進(jìn)行無(wú)線充電，效率同樣高達(dá)90%以上。

　　今年4月，瑞典宣布將建設(shè)動(dòng)態(tài)無(wú)線充電示范道路。該項(xiàng)目將花費(fèi)1.16億瑞典克朗（約合人民幣8520萬(wàn)元），在1.6公里道路下埋設(shè)無(wú)線充電設(shè)施，使電動(dòng)汽車和電動(dòng)卡車、公共汽車都能夠在行駛中實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)線充電。

　　“國(guó)外尤其是歐美，在電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)研發(fā)上比國(guó)內(nèi)起步早一些，而且，國(guó)外更重視相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定。”哈爾濱工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師朱春波在接受《中國(guó)汽車報(bào)》記者采訪時(shí)表示。重視技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定，已經(jīng)成為把握市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)主動(dòng)權(quán)的關(guān)鍵。如高通不僅擁有一系列的技術(shù)專利，還積極參與了電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定，包括SAE、IEC、ISO等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。其中，SAE主導(dǎo)汽車無(wú)線充電發(fā)展，已經(jīng)發(fā)布了針對(duì)電動(dòng)（EV）與混動(dòng)（PHEV）的國(guó)際無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)J2954、無(wú)線充電通訊標(biāo)準(zhǔn)J2847-6等。此外，德國(guó)推出的STILLE計(jì)劃、日本的JSAE等標(biāo)準(zhǔn)也都提出了適合本國(guó)國(guó)情的電動(dòng)汽車無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)。

　　未來(lái)：低成本大市場(chǎng)

　　數(shù)據(jù)顯示，2018年，全球電動(dòng)汽車銷量為201.8萬(wàn)輛，而我國(guó)純電動(dòng)汽車銷量達(dá)到98.4萬(wàn)輛，接近50%。不僅如此，我國(guó)純電動(dòng)汽車銷量已經(jīng)連續(xù)4年位居世界第一，成為了新能源汽車大國(guó)。

　　最新發(fā)布的市場(chǎng)研究數(shù)據(jù)顯示，到2020年，全球電動(dòng)汽車無(wú)線充電市場(chǎng)收益將達(dá)到800萬(wàn)美元（約合人民幣5500萬(wàn)元），2025年將增至4.07億美元（約合人民幣28億元），年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)117.56%。

　　“要加快技術(shù)研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)制定步伐，實(shí)現(xiàn)對(duì)國(guó)外技術(shù)的追趕和超越，我們才有希望在未來(lái)電動(dòng)汽車無(wú)線充電市場(chǎng)擁有主動(dòng)權(quán)。”唐厚君表示，目前，還有一些技術(shù)難點(diǎn)需要解決：

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　　一是靜態(tài)無(wú)線充電技術(shù)需要停車入位，要求車輛上的接收端線圈和地面發(fā)射端信圈圓心重合偏移不超過(guò)10厘米，車主需倒車精準(zhǔn)進(jìn)入指定位置后才能實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電，這對(duì)于車主來(lái)說(shuō)體驗(yàn)不夠方便；

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　　二是關(guān)于異物檢測(cè)，主要是指金屬物檢測(cè)，如果在無(wú)線充電的能量通路中存在金屬異物，就會(huì)引起發(fā)熱，甚至有引發(fā)火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)，目前除國(guó)外少數(shù)企業(yè)掌握這一技術(shù)外，大多數(shù)國(guó)內(nèi)外研究者都在致力于解決這個(gè)問(wèn)題；

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　　三是要把無(wú)線充電做成完全車規(guī)級(jí)的產(chǎn)品門檻較高，這意味著絕對(duì)不能出現(xiàn)任何安全隱患，產(chǎn)品要符合數(shù)百項(xiàng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　根據(jù)國(guó)際技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，我國(guó)電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)研發(fā)也在全面向國(guó)際看齊。去年8月，國(guó)家電網(wǎng)公司的重點(diǎn)科技項(xiàng)目“電動(dòng)汽車路段移動(dòng)式無(wú)線充電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備研制”暨“電動(dòng)汽車移動(dòng)式無(wú)線充電實(shí)驗(yàn)路段”順利通過(guò)驗(yàn)收。實(shí)驗(yàn)路段長(zhǎng)度181米，移動(dòng)式無(wú)線充電功率為20kW，轉(zhuǎn)化率達(dá)到80%，行駛速度可超過(guò)60km/h，可以為電動(dòng)公交車移動(dòng)無(wú)線充電，這也是國(guó)內(nèi)首條百米級(jí)電動(dòng)汽車移動(dòng)式無(wú)線充電實(shí)驗(yàn)路段。

　　電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)無(wú)疑是面向未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。就成本而言，無(wú)線充電技術(shù)少不了發(fā)射端和接收端，這確實(shí)會(huì)給主機(jī)廠增加一定成本。但如果產(chǎn)量達(dá)到3萬(wàn)套以上，成本就會(huì)下降，出貨價(jià)格如果能控制在1萬(wàn)元以內(nèi)，將有利于這項(xiàng)技術(shù)的普及。

　　對(duì)于很多用戶擔(dān)心的無(wú)線充電的電磁泄漏問(wèn)題，接受記者采訪的幾位專家都認(rèn)為，因?yàn)樵O(shè)備的耦合系數(shù)比較高，意味著發(fā)射能量幾乎都被接收端接收了，空氣中的輻射很少，電磁兼容性檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，還不如一個(gè)手機(jī)的輻射量大。

　　目前，無(wú)線充電的優(yōu)勢(shì)，特別在安全性上見(jiàn)長(zhǎng)，因?yàn)闆](méi)有外露線纜，杜絕了高壓線纜帶來(lái)的安全隱患，同時(shí)設(shè)備的使用壽命較長(zhǎng)。2020年，電動(dòng)車無(wú)線充電技術(shù)產(chǎn)品很可能會(huì)大批量上市，因此，有關(guān)專家預(yù)計(jì)今年下半年，國(guó)內(nèi)有望發(fā)布電動(dòng)車無(wú)線充電標(biāo)準(zhǔn)。

　　“電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)的發(fā)展前景極其廣闊。”朱春波強(qiáng)調(diào)，隨著標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)和產(chǎn)品的逐步成熟，電動(dòng)汽車無(wú)線充電市場(chǎng)將會(huì)逐步拓展，前景無(wú)限。