电动汽车无线充电，是未来还是鸡肋？

似雪花飘 · 发表于 2023-2-10 13:48:08

编译 / 马晓蕾
         编辑 / 涂彦平
         设计 / 琚佳
         来源 / 金融时报，automotiveworld
         无线充电的起源还要追溯到1901年。物理学家尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）从大富豪约翰·皮尔庞特·摩根（John Pierpont Morgan）处拉来了15万美元的赞助，要在纽约长岛兴建一座名为沃登克里弗塔（又名特斯拉塔）的巨大无线供电站。
         铁塔尚未完工，尼古拉·特斯拉就迫不及待地开始了他的无线电传输实验。可惜的是，他只成功了一半。
         正如他预言的那样，无线电改变了世界。而他的项目却因资金问题夭折，为了还债，该塔最终被拆除。
         今天，无线充电已经无处不在，小到智能手机大到电动汽车。简单来说，无线充电就是不需要电导线，利用特殊原理技术将磁场作为传送功率桥梁，在发送端和接收端采用对应装置发送和接收交流信号，进而完成充电的一项技术。
         目前，电动汽车的无线充电仍处于早期阶段，但在许多方面都取得了进展。进行无线充电的车辆必须配备无线充电技术，日产、梅赛德斯-奔驰、通用等汽车制造商正在开发感应充电系统，行业也已经制定了相关的标准。
         2月7日，电动汽车无线充电领域的领导者WiTricity公司宣布与中国宇通客车合作，为宇通的自动驾驶电动小巴小宇2.0提供无线充电服务。这标志着有史以来第一次将无线充电应用于自动驾驶电动公交车。
         2019 年初，WiTricity收购了高通的 Halo 无线充电技术。该公司称自己的无线充电技术接收了99%的通过“气隙”传输的能量，功率效率可达90% 到 93% 之间，与大多数插电式充电的效率差不多。充电速率在 3.6kWh 到 11kWh 以上，充电距离在10 到25厘米之间。这几乎满足所有车辆的离地间隙。

         WiTricity已经在乘用车上部署了无线充电技术，包括一汽的红旗和捷尼赛思的GV60，出租车试验也在进行中。汽车制造商和一级供应商也在寻求与WiTricity合作，希望消除插电式充电的弊端，实现始终可用的无线V2G，并为未来的自动驾驶奠定基础，加速电动汽车的普及。
         一些出租车队也对该技术跃跃欲试。在英国诺丁汉市，零排放车辆办公室（OZEV）资助了一个无线充电试验项目，试验对象是9辆经过改装的伦敦电动汽车公司（LEVC）TX和日产Dynamo电动出租车，目的是推广WiCET（电动出租车无线充电）品牌。
         另一家英国公司Char.gy正在进行一项为期12个月的无线充电试验，使用10辆经过改装的雷诺Zoe电动车。该项目已在马洛（Malo）开始，但预计将扩展到全国其他九个城市。
         中国也在无线充电方面不断探索布局。2020年国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会发布了电动汽车无线充电四项标准，填补了中国电动汽车无线充电技术领域国家标准规范的。在辐射指标方面，我国国家标准指标比欧美等地的相关标准更严格，更安全。
         另外，中兴新能源、比亚迪、中惠创智、万安亿创、科陆电子等企业，以及中科院电工所、华南理工大学等研究机构和高校，都在进行电动汽车无线充电系统的研发与应用。
         汽车制造商布局
         梅赛德斯-奔驰无线感应式充电系统

         无线充电的技术方式可以分为四种：电磁感应、磁场共振、电场耦合和无线电波。由于电场耦合和无线电波这两种方式的传输功率较小，目前电动汽车无线充电主要采用电磁感应和磁场共振两种方式。
         电磁感应的研发聚焦在感应充电、无线充电、电磁感应和充电站领域；磁场共振则聚焦在无线电源、共振频率、感应系数、天线和发射器领域。中兴、宝马、奔驰等采用电磁感应式技术原理，高通Halo、WiTricity 采用磁场共振式技术原理。
         在全球范围内，电动车的无线充电技术推广工作已经开始。捷尼赛思GV60是首款支持无线充电的电动汽车。现代公司在开发其电动车专用的E-GMP平台时也采用了该技术，因此预计很快就会在更多的车型和市场上看到该技术。
         在中国，一汽红旗的电动车以及上汽集团与阿里巴巴的合资公司智己汽车旗下的智己L7都采用了该技术。
         宝马在旗下530e iPerformance混合动力汽车上搭载了一套无线充电系统。9.4kWh的车载电池能够在3.5小时内充满。

         丰田在2014年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。
         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。
         2022年3月，沃尔沃与多家合作伙伴共同研发了一种新型无线充电技术，在瑞典哥德堡市区专门设置了多个现场试验区。充电车辆只需停在嵌入道路中的无线充电装置上，即可自动启动充电功能。
         沃尔沃汽车可使用360°全息影像让汽车与无线充电装置轻松对齐。对沃尔沃XC40纯电版而言，此无线充电功率可超过40kW，充电速度堪比50kW直流快速充电桩，比接线的11kW交流充电桩快四倍左右。
         边走边充
         如果说汽车制造商的无线充电汽车还是稀有物种，那么让车辆边行驶边充电的动态充电技术似乎是一个更遥远的梦。但很多国家已经在特定路段进行相关测试。
         2017年位于济南的一段实验性光伏高速公路通车引起了中外媒体的关注，这段路不仅能发电，未来还能为行驶在路面的电动汽车充电。
         2021年美国密歇根州也计划了该国首个试点项目，让电动汽车在一条特定的道路上行驶时为车辆充电。

         2022年，Stellantis在意大利展示了动态无线电力传输（DWPT）技术，当电动车在专用车道上行驶时，会对其进行无线充电。
         菲亚特500纯电版车型在测试该系统时，可以高速巡航行驶而不消耗电池中储存的能量。测试表明，从路面到汽车的能量流动效率与快速充电站的典型效率相当，司机不需要停下来充电。
         2023年，德国小镇巴林根将提供一段一公里长的世界上第一个无线充电公开试验场所。提供充电系统的以色列Electreon集团德国分部的首席执行官安德烈亚斯·温特（Andreas Wendt）说：“这个项目的目的不仅是向德国公众开放无线充电。更重要的是开发一种工具，协助公共交通规划者为特定的城镇或地区安装无线充电基础设施。”
         骨感的现实
         宝马530e无线充电试点项目被《绿色汽车杂志》评为2020年度绿色汽车技术。然而，它并没有“火”起来。
         无线充电技术的特点就是简单、方便，同时可以和未来的自动驾驶技术完美契合。技术研究机构IDTechEx预测，到2032年，将有大约70万辆无线充电汽车。其中约有18万辆是电动送货车，因为仓库的空间有限，更需要无线解决方案，以便货车可以同时充电和装载货物。

         即便如此，无线充电技术目前面临的问题还有很多。
         首先是充电太慢。无线充电系统的充电速度平均为11kW，要充满一个77千瓦时的电池，所需时间约为8小时，与快充没法比。充电效率也不高，平均峰值效率为90%左右，而传统充电的效率在95%左右。安装成本更高，无线充电设施一般铺设在地上，导致安装成本比一般的充电桩要高，操作难度也更大。
         此外，还有标准不统一、难以商业化等一系列问题。简单地说，该技术虽然已经酝酿了很久，但依旧没有准备好。到了今天，它已经在实验应用阶段存在了几十年。过去15年的一系列进展加速了该技术的进步，达到了可靠、高效和易于包装的程度。
         可以说是Halo和WiTricity这两家公司将汽车无线充电工作从大学的实验室里带出来。而后面真正实际应用的路还很长，需要更多的考验。
         本文由汽车商业评论原创出品
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