無線充電技術(shù)可以為未來的電動汽車提供快速、方便的充電服務(wù)。因此，汽車行業(yè)及其外部利益相關(guān)方可通過合作找到最佳的無線充電解決方案。

當(dāng)更多數(shù)量的電動汽車上路行駛時，充電基礎(chǔ)設(shè)施的開發(fā)與使用將會受到越來越多的社會關(guān)注。采用傳導(dǎo)充電（conductive electric charging）技術(shù)的超快直流充電站是當(dāng)前的主流方案。但是，在汽車行業(yè)的某些領(lǐng)域，非傳導(dǎo)或“無線”充電技術(shù)對用戶的使用便捷性非常重要，也能夠促進(jìn)電動汽車的更多應(yīng)用。

不論在任何地方，無線充電對電動汽車用戶都具有吸引力，無線電力公司（WiTricith）在2019年通過購買高通（Qualcomm）公司的技術(shù)和知識產(chǎn)權(quán)后，推出了充電功率能夠達(dá)到22 kW的無線充電系統(tǒng)，還將在售后市場為電動汽車用戶提供11 kW的無線充電布置，該布置相當(dāng)于Level 2級交流充電，2022年下半年將在美國進(jìn)行測試。

WiTricith產(chǎn)品管理副總監(jiān)David SCHATZ相信，當(dāng)汽車制造商為電動汽車配置無線充電接收器后，無線充電的應(yīng)用時代即將到來。WiTricith與汽車制造商及一級供應(yīng)商將通過合作來滿足電動汽車潛在客戶的無線充電期望。韓國已經(jīng)在捷尼塞思GV60上應(yīng)用了無線充電，中國一汽集團(tuán)也在紅旗E-HS9電動汽車上引進(jìn)了無線充電技術(shù)。

車隊測試

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近些年，汽車制造商正在加緊探索電感應(yīng)（inductive chargine）充電技術(shù)。

沃爾沃汽車正在瑞典哥德堡（Gothenburg）進(jìn)行為期3年的車隊試驗，組建了來自Momentum Dynamics公司的40 kW無線充電設(shè)備的XC40 Recharge電動汽車車隊，由出租車運(yùn)營商Cabonline公司每天運(yùn)營12 h，每年行駛10萬km進(jìn)行測試。沃爾沃汽車驅(qū)動單元無線充電研發(fā)部門的Robert ERIKSSON表示，出租車車隊試驗將是公共無線充電的一個典型應(yīng)用案例。

到目前為止，ERIKSSON對試驗中的充電效率值很滿意。在沃爾沃汽車林德霍爾姆研發(fā)中心充電站，團(tuán)隊用10 cm厚的冰塊進(jìn)行測試，在水分子覆蓋整個充電墊后，所有的電能都能直接通過，沒有任何損失。但ERIKSSON認(rèn)為，沃爾沃團(tuán)隊還需要更好得了解在車身底下安裝線圈對車輛布置和壽命的影響，線圈必須能夠承受住石頭和投擲物的撞擊。

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更高功率

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大眾汽車高級項目經(jīng)理和田納西州諾克斯維爾創(chuàng)新樞紐的Hendrik MAINKA博士表示，傳統(tǒng)充電方式在各品牌系統(tǒng)間達(dá)到互用性是一個挑戰(zhàn)，對于無線充電，也將會面臨同樣的挑戰(zhàn)。

大眾汽車正在與橡樹嶺國家實驗室（ORNL）國家交通研究中心無線充電研究小組合作。MAINKA提到，當(dāng)前由ORNL和大眾汽車進(jìn)行可行性研究，采用保時捷Taycan來調(diào)研120 kW和270~300 kW高功率無線充電取代有線直流快充方案的可行性。大眾汽車研發(fā)項目組Andrew FOOTE表示，當(dāng)前電池技術(shù)可以達(dá)到高功率值的目標(biāo)。大眾汽車需要設(shè)計出能夠運(yùn)行在高功率值下的系統(tǒng)，雖然該系統(tǒng)具有熱約束性，但必須保證所有零件都能夠充分冷卻。

FOOTE提到，大眾汽車對于漏磁場（stray fields）、電磁干擾（EMI）等電磁兼容性進(jìn)行了多次討論。汽車的無線充電系統(tǒng)有許多標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)采用85 kHz頻帶，或者在該頻帶諧波內(nèi)，且頻率不能超過限值。在充電系統(tǒng)運(yùn)行時，需保證用戶安全，并阻止任何通訊及其他元器件對系統(tǒng)運(yùn)行造成干擾。

線圈設(shè)計

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諾克斯維爾團(tuán)隊正在重新設(shè)計無線電能傳輸（wireless power transfer）兩側(cè)的線圈，以保證達(dá)到漏磁場的限值要求。為此，必須重新制定磁性材料和電線來承載外加電流，通過升級電容器來產(chǎn)生諧振回路，并處理無功功率（reactive power）。對于未來的生產(chǎn)應(yīng)用，需要重新設(shè)計車輛冷卻系統(tǒng)對車載組件進(jìn)行冷卻。

到目前為止，ORNL/大眾汽車團(tuán)隊開發(fā)的電能轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到設(shè)計要求。目前，田納西大學(xué)正在進(jìn)行更高功率水平的無線充電性能測試，并將加快車輛充電系統(tǒng)的壽命測試。當(dāng)前，WiTricity公司已經(jīng)為載貨車和公交車輛開發(fā)出了能夠提供50～450 kW快充的無線充電系統(tǒng)。

ERIKSSON認(rèn)為，在無線充電系統(tǒng)普及后，電動汽車可能只需要1塊較小容量的電池就能夠滿足用戶的日常出行需求。

審核編輯 ：李倩