電動汽車無線充電技術開創(chuàng)充電新生態(tài)

充電市場現(xiàn)狀

停車，插槍，刷卡，充電……這是直流充電的大致步驟，也是主機廠最主要的充電方式，但是存在不少問題。直充很快，但由于待充電的車子數(shù)量龐大，充電樁的數(shù)量往往捉襟見肘；另外，充電也有相當部分危險性，比如雨天充電、在“車子如林”的廠內(nèi)里艱難挪車等等；而在火熱市場的推動下，有時候急著交車子，還得充電到半夜；還有，雖然為充電專門預留一部分區(qū)域，但是等著充電的車子還是排著長龍，一方面還是因為充電時間較長，另一面也是充電所需空間過大所致。這些充電問題一直困擾著主機廠，在革命性的充電方式普及之前，就產(chǎn)業(yè)目前現(xiàn)狀來看，并沒有更好的解決辦法。

考慮到有線充電方式的局限性，部分廠家就把目光轉(zhuǎn)向了無線充電。

無線充電的起源則可以追溯到1901年，尼古拉·特斯拉在紐約長島建立了187英寸的無線充電塔——沃登克里夫塔，以進行無線輸電試驗。車用無線充電技術最早出現(xiàn)于上世紀90年代，由通用及其旗下子公司Delco研發(fā)，但第一個通過ETL認證并得以推廣應用的，是美國Evatran公司的Plugless L2系統(tǒng)，已經(jīng)在雪佛蘭Volt和日產(chǎn)Leaf上安裝使用，日產(chǎn)是第一個宣布量產(chǎn)無線充電系統(tǒng)的廠商。

無線充電概況

無線充電的優(yōu)點在于：

1.充電設備占地小、充電便利性高；

2.充電設施可無人值守、后期維護成本低等優(yōu)勢；

3.在相同的占地面積下，相比于傳統(tǒng)的充電樁充電，使用無線充電可以充電的電動車數(shù)量有所提升，增大了空間利用率。

無線充電技術路線：

1、電場耦合式；2、電磁感應式；3、磁場共振式；4、無線電波式。

電場耦合方式和無線電波這種方式的傳輸功率較小，目前還沒有在電動汽車上應用。電動汽車用無線充電技術主要采用電磁感應式和磁場共振式。

電磁感應式，初級線圈一定頻率的交流電，通過電磁感應在次級線圈鐘產(chǎn)生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端。使用時要求兩個設備的距離必須很近，供電距離控制在0mm～10cm左右，而且充電只能對準線圈一對一進行。電磁感應式無線充電的能量轉(zhuǎn)換率高，傳輸功率范圍較大，能從幾瓦到幾千瓦。

磁場共振式，原理與聲波共振類似，只要兩個介質(zhì)具有相同的共振頻率，就能夠傳遞能量。這種方式的充電距離在電磁感應式與無線電波式之間，優(yōu)點是傳輸功率較大，能夠達到幾千瓦，可以同時對多個設備進行充電，不要求兩個設備之間線圈對應；缺點就是損耗很高，距離越遠，傳輸功率越大，損耗也就越大，最麻煩的是必須對使用的頻段進行保護。

電動汽車采用電磁感應式或磁場共振式其構型基本一致，將充電電纜和反射線圈埋設在停車位組成供電機構，當車輛駛入停車位，安裝在車輛底部的接收線圈與發(fā)射線圈重合，車輛與充電服務器建立通訊開始充電，發(fā)射線圈產(chǎn)生交變磁場，接收線圈產(chǎn)生電流通過逆變器將電能傳遞到電池。如下圖所示：

下表為國內(nèi)外廠家無線充電的技術方向：

無線充電市場需求巨大

根據(jù)國務院《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012―2020 年）》，到 2015 年，純電動汽車和插電式混合動力汽車累計產(chǎn)銷量力爭達到 50 萬輛；到 2020 年，純電動汽車和插電式混合動力汽車生產(chǎn)能力達 200 萬輛、累計產(chǎn)銷量超過 500 萬輛。

假設充電設施與電動汽車按 1:2 的比例來建設，而無線充電技術滲透率為 50%。我們推測，至 2020 年，我國無線充電的市場規(guī)模將達到數(shù)百億規(guī)模。另外，據(jù)知名環(huán)保組織Go Ultra Low預測，未來5年，電動汽車的平均續(xù)航里程將會翻一倍，到了2025年，電動汽車的平均續(xù)航里程將達到300英里（483公里）。電動汽車的保有量毫無疑問將繼續(xù)提升，對于相關基礎設施的要求也會越來越高。

所以，未來10年將是無線充電大顯身手的最好時機。雖然無線充電技術優(yōu)點明顯且用戶體驗更佳，但是它也存在不少問題：

1、充電效率不高，峰值效率為90%左右，而傳統(tǒng)充電的效率在95%左右；

2、傳遞功率不夠大，以目前的技術大多數(shù)傳遞功率一般在10kw以下，在電動車輛上無線充電一般為慢充，這個功率是滿足需求的，另外隨著技術發(fā)展這個功率也會不斷提升；

3、安全性問題，車輛無線充電主要采用電磁方式，存在輻射泄漏的問題；

4、 未形成統(tǒng)一的標準，與有線充電技術一樣，標準化也是阻礙無線充電技術發(fā)展的障礙之一；

5、成本與電網(wǎng)負荷,成本與普及之間永遠存在著典型的“雞與蛋”的問題，尤其目前的無線充電設備為了保證傳輸效率，所采用的線圈尺寸均較大，成本均較高，維修費用也大。

點評：

隨著新能源汽車市場的逐漸壯大，相應對基礎充電設施也是指數(shù)級別的需求遞增，而當前的有線充電方式太過繁瑣，不具備良好的用戶體驗，加之過長的充電時間，完全支撐不起快速膨脹的市場需求。所以，市場迫切需求革命性的充電方式出現(xiàn)，即使特斯拉建起了超級充電站，但由于投資過大，大部分廠商無法接受，這就給無線充電發(fā)展的提供了絕佳機遇。