给电动汽车无线充电，这个黑科技市场怎么样了？

无线充电 的历史要追溯到1901年。尼古拉·特斯拉在纽约长岛建立了无线充电塔——沃登克里夫塔进行无线输电试验，虽然项目以失败告终。

一个世纪之后，无线充电的研究迎来了新的源动力，应用范围也非常广泛——小到电动牙刷、遥控器、 智能手机 ，大到电动汽车、石油钻塔。行业巨头丰田、日产、沃尔沃、英特尔和三星等，都纷纷加入到了研发行列。在国内，北京正在研究在部分微循环公交车上采用无线充电系统。郑州、云南等地也即将引入无线充电技术，成都、襄阳等地已开通无线充电运营线路。

无线充电的原理

无线充电可以分为四种方式：

 1、电场耦合式；2、电磁感应式；3、磁场共振式；4、无线电波式。

电场耦合方式和无线电波这种方式的传输功率较小，目前还没有在电动汽车上应用。电动汽车用无线充电技术主要采用电磁感应式和磁场共振式。

（ 四种主要的无线充电方式）

电磁感应式，初级线圈一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈钟产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端。使用时要求两个设备的距离必须很近，供电距离控制在0mm～10cm左右，而且充电只能对准线圈一对一进行。电磁感应式无线充电的能量转换率高，传输功率范围较大，能从几瓦到几千瓦。

磁场共振式，原理与声波共振类似，只要两个介质具有相同的共振频率，就能够传递能量。这种方式的充电距离在电磁感应式与无线电波式之间，优点是传输功率较大，能够达到几千瓦，可以同时对多个设备进行充电，不要求两个设备之间线圈对应；缺点就是损耗很高，距离越远，传输功率越大，损耗也就越大，最麻烦的是必须对使用的频段进行保护。

电动汽车采用电磁感应式或磁场共振式其构型基本一致，将充电电缆和反射线圈埋设在停车位组成供电机构，当车辆驶入停车位，安装在车辆底部的接收线圈与发射线圈重合，车辆与充电服务器建立通讯开始充电，发射线圈产生交变磁场，接收线圈产生电流通过逆变器将电能传递到电池。如下图所示：

无线充电研发成果

目前无线充电的方式采用电磁感应式的居多，以宝马奔驰为代表，目前在部分车型上进行验证，电磁感应式的结构相对简单，传输功率较大。

但对接收线圈和发射线圈需要对齐，为了保证对齐准确一般与自动泊车相结合来保证正常充电。相比欧洲厂家，日系车辆更倾向于磁共振式无线充电，磁共振方式传递的效率更高，传递距离远且对感应线圈可以不需要对齐要求不高，但技术复杂，且容易造成辐射可能带来电磁伤害。

下表为国内外厂家无线充电的技术方向。

2014年7月，奔驰和宝马联合宣布要合作研发电动车无线充电技术。奔驰表示将基于全新S级进行测试，而宝马则计划率先应用在i8身上。双方表示将在未来2-3年内实现商业化生产。奥迪无线充电跟奔驰宝马的功能类似，但奥迪更高明之处在于这套设备可自动升降，以提高充电效率，因为传输电力的效率跟供电线圈和受电线圈的距离成反比，即线圈距离越近充电效率越高。

（BMW的无线充电技术）

（奥迪可伸降无线充电技术）

日系车辆方面， 丰田公司2014年也加入无线充电的行列，由于无线充电技术对位置要求高，丰田专门开发了一套泊车辅助功能，可在中控显示屏上显示发射线圈的位置，供司机停车时瞄准。本田的无线充电技术采用磁场共振式，当发射端和接收端有着相同的共振频率，就能传递能量。 据本田宣称，只要有80%的面积重合，就可以为车辆充电。因此对于位置要求相对低，且支持一对多充电。

（丰田无线充电技术）

争议中发展，前景无限

从无线电能传输被发明以来一直就争议不断，通古斯大爆炸很多人都怀疑是特斯拉进行无线输电试验导致的。同样无线充电技术在电动车推广也存在争议，传统汽车厂对无线充电大多充满热情，但Tesla Motors却似乎对无线充电技术并不感冒，特别是CEO伊隆·马斯克认为无线充电技术和 超级充电站 相比，无线充电属于一种“低效且低能”的充电方式。

总结反对的原因主要出于3个方面：

1.  充电效率不高，峰值效率为90%左右，而传统充电的效率在95%左右；

2.  传递功率不够大，以目前的技术大多数传递功率一般在10kw以下，在电动车辆上无线充电一般为慢充，这个功率是满足需求的，另外随着技术发展这个功率也会不断提升；

3.  安全性问题，车辆无线充电主要采用电磁方式，存在辐射泄漏的问题。

同样，无线充电的优势也十分明显，尤其是公共场所停车场的应用优势会非常明显：

1.  充电设备占地小、充电便利性高；

2.  充电设施可无人值守、后期维护成本低等优势；

3.  在相同的占地面积下，相比于传统的充电桩充电，使用无线充电可以充电的电动车数量有所提升，增大了空间利用率。

从无线充电技术在消费电子领域日渐崛起的态势来看，这项新技术在汽车产业对也会高速发展， 而电动汽车的走俏也为无线充电技术开辟了新的市场商机。汽车工程师协会SAE在咨询了汽车制造商、无线充电技术公司以及电力供应商之后，确立了未来汽车无线充电服务的行业标准，即输出功率≤20kW，运行频率85kHz。

第一批搭载符合该标准 无线充电器 的车型预计将于2017或2018年面世。

结语

科技改变生活，无线充电技术作为一种炫酷、便捷的充电方式也会逐渐在电动汽车搭载应用，我们也会密切的关注无线充电的发展动态，期望无线充电技术能够在的不久的将来能够普及。

参考资料

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