汽車無線充電有多遠(yuǎn)

宗河／文

今年8月，國家電網(wǎng)重點(diǎn)科技項(xiàng)目“電動汽車路段移動式無線充電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備研制”暨“電動汽車移動式無線充電實(shí)驗(yàn)路段”通過驗(yàn)收，國內(nèi)首條百米級電動汽車移動式無線充電實(shí)驗(yàn)路段建成。

事實(shí)上，“無線充電”這種新型汽車充電方式早已走進(jìn)人們視野，但這樣的“黑科技”能否真正走入大眾生活？

免插拔使用方便

無線充電的基本原理是，利用交變電磁場的電磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)能量的無線傳輸。“沒有線纜和插頭，充電設(shè)備機(jī)械原因?qū)е碌膿p壞就不存在了?！敝袊茖W(xué)院電工研究所副研究員郭彥杰說，無線充電的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在3個(gè)方面——

■ 安全性高，不需要拔插充電槍的過程，不受雨雪天氣及極端環(huán)境的影響；

■ 可靠性高，與有線充電相比，無線充電沒有機(jī)械磨損；

■ 便捷性好，可以實(shí)現(xiàn)自動充電，解決無人駕駛“最后一公里”便捷性的問題。

作為電動汽車，充電速度在很大程度影響了人們的使用效率。那么無線充電在這方面表現(xiàn)如何呢？郭彥杰表示，充電速度主要取決于兩方面，一是車載電池容量，二是充電功率。而目前無線充電系統(tǒng)可以支持的最大充電功率達(dá)到了3．3千瓦，這也是目前家用充電能夠達(dá)到的最大功率等級。

除了功率以外，影響無線充電速度的另一項(xiàng)因素是外界干擾。郭彥杰說：除了功率大，自帶的電磁場強(qiáng)之外，無線充電裝置還應(yīng)用了“磁耦合機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)”技術(shù)，它可以在汽車充電時(shí)“牢牢鎖住”電磁場，使電磁場不會外泄，在最大程度上提升充電效率。

事實(shí)上，無線充電并不是一項(xiàng)新技術(shù)。比亞迪早在2005年就申請了非接觸感應(yīng)式充電器專利，2017年美國馬里蘭州就曾購買具有無線充電技術(shù)的比亞迪純電動大巴。寶馬官方近期也宣布，2018款的530e iPerformance將會配有無線充電系統(tǒng)配件。

車企推崇無線充電技術(shù)離不開供應(yīng)商的支持。2015年，中興通訊與宇通客車共同研發(fā)了12米無線充電純電動大巴，并于鄭州完成總計(jì)5個(gè)無線充電位的一期建設(shè)，充電位現(xiàn)場基本能實(shí)現(xiàn)無人值守，充電過程全自動，一鍵啟停，客戶可以通過手機(jī)APP遠(yuǎn)程監(jiān)控充電進(jìn)程，并完成實(shí)時(shí)充值、支付等計(jì)量計(jì)費(fèi)功能。

寶馬近期公布的文件顯示，BMW無線充電套裝包括：可安裝在車庫或室外停車位的感應(yīng)充電底座（充電基板）、固定在車輛底部的車輛部件（車載感應(yīng)線圈）。充電基板和感應(yīng)線圈之間的非接觸式能量傳輸可在8厘米左右的距離內(nèi)進(jìn)行。此外，BMW無線充電系統(tǒng)還能幫助駕駛?cè)藛T找到正確的停車位置。充電站和車輛之間的通信可通過無線進(jìn)行連接，車輛及其周邊俯視圖會出現(xiàn)在控制顯示屏上，并標(biāo)注有彩色線條，在停車過程中為駕駛?cè)藛T進(jìn)行引導(dǎo)。當(dāng)?shù)竭_(dá)感應(yīng)充電站的正確停車位置時(shí)系統(tǒng)會出現(xiàn)相應(yīng)提示。寶馬方面表示，停車位置目前可以縱向最多偏差7厘米、橫向最多偏差14厘米。

目前，國內(nèi)部分車企也已經(jīng)研發(fā)了無線充電汽車，或許不久，借助電磁感應(yīng)技術(shù)，電動汽車可以實(shí)現(xiàn)停車場自動無線充電，甚至在路上邊行駛邊充電。

輻射問題引擔(dān)憂

無線充電為了加快充電速度，必須提高電壓和頻率，產(chǎn)生大功率磁場不可避免。磁場產(chǎn)生的輻射成為人們的擔(dān)憂之一。

“輻射不是擔(dān)憂，而是事實(shí)。”資深汽車電子工程師朱玉龍表示，和電磁爐原理相似，如果無線充電功率較大，產(chǎn)生的磁場會對人體健康產(chǎn)生影響。他介紹說，無線充電功率達(dá)到3～6kW就有可能對人體產(chǎn)生輻射影響，而且充電點(diǎn)一般位于公共場所，個(gè)別用戶使用無線充電還要考慮周邊用戶能否接受，如果處理不當(dāng)甚至?xí)鸺m紛。

中國汽車技術(shù)研究中心的研究表明，車輛靜止?fàn)顟B(tài)下無線充電系統(tǒng)產(chǎn)生的磁場輻射測量結(jié)果均低于世界衛(wèi)生組織的標(biāo)準(zhǔn)公眾暴露限值。目前我國也已啟動《電動汽車無線充電系統(tǒng)通用要求》等幾項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)的制定。

“隨著技術(shù)的發(fā)展，人們對無線充電的種種擔(dān)心已經(jīng)逐步緩解。任何一項(xiàng)技術(shù)進(jìn)入市場前，都會經(jīng)過一定的安全性、可靠性驗(yàn)證，也一定是在符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求之后才能進(jìn)入市場。無論是國內(nèi)還是國際，無線充電的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)都已經(jīng)列入相關(guān)日程，確保相關(guān)產(chǎn)品在市場應(yīng)用前得到驗(yàn)證?！备咄ǜ呒壖夹g(shù)市場經(jīng)理舒杰表示，目前國內(nèi)外的無線充電還加入了異物檢測裝置，如果在充電過程中檢測到有人或小動物從車旁經(jīng)過，或者是其他異物，系統(tǒng)會自動斷電，保障絕對安全。

據(jù)了解，寶馬就無線充電設(shè)備的安全性作出了說明：充電基板除了安裝在車庫中，也可以安裝在室外，并且在任何天氣條件下使用。所有導(dǎo)電組件都具有防雨、防雪功能，汽車在充電基板上駛過不會對它造成任何損壞。在充電過程中，環(huán)境電磁輻射范圍也僅限于汽車底盤內(nèi)。充電基板隨時(shí)監(jiān)控周圍環(huán)境，一旦發(fā)現(xiàn)任何異物都會關(guān)閉充電程序。寶馬方面表示，未來電動汽車的充電過程將比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車型加油更加便捷。

除了電磁輻射問題，無線充電目前還存在充電標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的情況。“不同的車大小不同，對于同一個(gè)公共充電點(diǎn)，車載無線充電設(shè)備的安裝位置需要統(tǒng)一。”朱玉龍說。然而電動汽車領(lǐng)域有關(guān)無線充電的標(biāo)準(zhǔn)尚未出臺，各家布局無線充電的車企還在各自為戰(zhàn)。

普及仍有待時(shí)日

據(jù)介紹，目前汽車無線充電技術(shù)在研發(fā)層面已經(jīng)基本成熟，但還處于應(yīng)用示范階段，真正走向大眾尚需時(shí)日。“5年內(nèi)，30萬元以上的純電動汽車可能有無線充電的基礎(chǔ)，10萬元左右價(jià)格的車使用無線充電的可能性不大?！?/p>

朱玉龍認(rèn)為，從單一技術(shù)的角度來看，無線充電技術(shù)對于人們的用車體驗(yàn)并沒有革命性的改變，即使隨著技術(shù)的發(fā)展，消除了輻射的干擾，無線充電大規(guī)模應(yīng)用仍不能在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)?！澳壳按笠?guī)模應(yīng)用的障礙是無線充電裝置相比于插電式充電裝置價(jià)格更加昂貴，消費(fèi)者希望充電設(shè)備不僅操作簡單而且性價(jià)比高，最好像充電樁那樣隨車配送，但廠商要考慮規(guī)模成本，需要盈利。同時(shí)，在安裝條件上也更加苛刻，安裝起來也會有各種阻力，這是必須要解決的問題。據(jù)了解，無線充電公路、停車場的建設(shè)需要在開工前在地下埋線圈，對于已經(jīng)使用的停車場和道路，如果挖開地面安裝線圈，成本會非常高。

業(yè)界人士普遍認(rèn)為，無線充電技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景，一旦成功進(jìn)入市場將極大提升充電便利性，更好地改善出行體驗(yàn)。今年初，浙江省發(fā)布消息稱將在2022年建成中國首條超級高速公路，遠(yuǎn)期目標(biāo)包括實(shí)現(xiàn)汽車移動式無線充電。

專家表示，電動汽車不僅是車，還要考慮到基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)配套的整體安全可控，這不是靠車企自身就能做到的。也許將來路上都是電動汽車的時(shí)候，無線充電的時(shí)代就會到來。