姚虹聿

特斯拉电动汽车自燃事件备受关注，高密度电池被认为是引发事故的一个因素。近日，日本Minna-Denryoku公司公布了颠覆人们想象的电动汽车充电技术：车辆不必配备高密度电池，可以在电能无线传输网络中边行驶边充电，从而彻底解决了电动汽车行业的痛点。

“激进的电池技术”存隐患

特斯拉电动汽车自燃事件之所以引起广泛的关注，并不是因为造成了多大的财产损失，而是因为事情非常蹊跷——一辆非工作状态的电动汽车，在未经历高温、高压以及碰撞的情况下突然自燃，再加上堪称“恐怖”的火势蔓延速度，一时间震动了整个新能源汽车行业。

通常人们认为，动力电池决定了电动车的续航里程。那么，是不是可以通过增加电池来解决续航里程不足的问题呢？事实上这是不可行的，因为电池增加就意味着整车重量增加，不仅会影响车辆的性能，还要耗费更多电力去运输电池，从而抵消电池增加带来的动能增加。这就好比一个人徒步旅行，路上没有补给，带500克干粮可以走20公里，但是带50千克干粮不可能走2000公里。

电池增加还会提高电动车电池管理系统的工作难度，导致电能利用效率降低，达不到预期的续航里程。另外，电池越大意味着充电时间越长，续航里程与充电时间之间难以实现平衡。

特斯拉设计的电动汽车原本被视为行业标杆，因为它采用的动力电池大大区别于其他厂商的产品。首先，电池的能量密度大，这意味着同样重量和体积的电池，特斯拉车的续航里程更长;其次，特斯拉采用快速充电技术，电池能量密度更大，充电时间却更短。

特斯拉的目标是用超高密度电池支持上千公里的续航，而且充电时间大大缩短，最终实现“充电5分钟，开车两三天”。但是，优异的性能背后有安全隐患。爆燃事件后，许多专家和业内人士都将矛头指向特斯拉“激进的电池技术”。

“电力传输领域的5G”

就在特斯拉电动汽车自燃事件备受消费者关注之际，日本Minna-Denryoku公司公布了一项颠覆人们想象的电动汽车移动充电技术。

Minna-Denryoku公司技术研发部负责人池田久正表示，该公司基本上实现了一种能够无线收发电能的技术，其核心是：立足一个能源中心，把电能隔空投送给目标电器，还能实现反向传输，即电器也可以把自身的电能回传给能源中心。

池田久正表示：“虽然听上去像是天方夜谭，但这就是前沿技术的魅力所在——把不可能变为可能。”

Minna-Denryoku公司与日本京都大学合作，共同申请了相关专利，并开发了一套模拟测试系统，本田公司的电动汽车参与了测试。测试结果表明，能源中心可以把电能无线传输给位于一定范围内的电动汽车、无人机和电动舰船等，即使电动汽车正在行驶，电能传输也可以实现。

池田久正打了个比方：这种电能传输系统与移动通信网络相似。移动通信網络通过布设大量的通信基站，让人们的手机随时都能接收以及发送信号。通信设备在移动中也可以顺畅地收发信息——我们可以边走路边打电话。一般情况下，我们远离一座基站时，就会接近另一座基站，从而继续实现通信。想象一下，把手机换成电动汽车，把通信信号换成电能，这就是电力无线传输技术。

Minna-Denryoku公司和京都大学计划在日本推广这项新技术。这是一个新能源领域的宏大计划，日本各地兴建的太阳能发电厂将成为能源中心，太阳能转化为电能，然后隔空无线传输给附近经过的电动汽车、无人机和其他移动的用电设备。能源中心设置电能发射器，用电设备上装备电能接收器，这样就可以实现无缝连接，实时供电。

据日本《东京新闻》报道，这项计划付诸实施后，一个个太阳能发电厂就成为一座座充电站，在这个供电网络中，电动汽车可以不受时间、行驶距离和速度的限制，随时随地充电。这实际上可以完全突破电动汽车的技术瓶颈——车载电池不需要很大，充电速度也不是特别重要，因为车子并不需要停在那里等着电池充满。

Minna-Denryoku公司还计划开发一套软件，以便实现无线充电网络的商业运营。太阳能发电厂的中央计算机相当于数据处理中心，每辆电动汽车都内置芯片，与数据中心连接并进行数据交换。在电能传输的过程中，供电单元、接收单元、供电量和交易价格等数据都被记录下来。当供电量达到一定额度时，车主的账户可以向太阳能发电厂支付费用。

该系统具有双向传输的特性，也就是说，如果车主觉得“下载”的电能过多，短时间内用不掉，那么还可以将电能“上传”，交还给基站，这样就可以少付一些费用。另外，每辆车内置的芯片都有独特的代码，便于基站一对一提供电能传输，防止错误传输及车辆之间出现干扰。

日本的两大经济圈——大东京地区和阪（大阪）神（神户）经济圈，已经建成了一定数量的太阳能发电厂。按照Minna-Denryoku公司的远期规划，这些发电厂经过技术升级，都可以作为电能无线传输网络中的基站。

池田久正表示，Minna-Denryoku公司的这项技术解决了电动汽车行业的两大痛点：续航里程不足和充电时间太长。在移动通信领域，5G技术方兴未艾。Minna-Denryoku公司把他们的移动无线充电技术称为“电力传输领域的5G”。

更具发展前景

据美国《大众科学》报道，电动汽车的移动无线充电技术其实并不是新生事物。2017年5月，美国高通公司宣布，率先完成了电动汽车行驶中进行无线充电的试验。然而，高通公司的方案与 Minna-Denryoku公司不同，前者是在道路上每隔一段距离设置一个感应式充电设备，从而给路上行驶的电动汽车充电。

该技术一经问世就引起许多技术公司的关注，这种动态无线充电技术被认为可以满足商用电动汽车市场的需求。宝马、奥迪等车企相继建立了移动无线充电技术研发中心，韩国的现代、起亚等企业也进行了相关研究，这些车企的研发都基于高通的技术方案。

然而，两年过去了，这方面的技术发展一直比较缓慢，究其原因，一是设备成本较高，需要大量公共和私人投资，才能在主要公路沿线布设足够数量的感应式充电设备;二是这种充电方式要求电能传输的距离非常短，车体要尽可能地贴近地面，这使得底盘较高的SUV等车型难以实现有效的移动充电。

据日本《东京新闻》报道，根据充电原理，无线充电技术可以划分为三类：电磁感应式、电磁共振式和无线电波式。高通公司的技术基于电磁感应和电磁共振原理，要求在较短的距离上实现电能无线传输。而Minna-Denryoku公司开发的是基于无线电波原理的长距离无线传输技术，基站可以在较远的距离上给电动汽车充电。另外，该技术与太阳能应用技术结合，不需要沿着公路建设充电装置，只要对太阳能发电厂进行技术升级即可，因此更具发展前景。

报道指出，在全球范围内，亚太地区是电动汽车无线充电技术最大的市场，其次是欧洲和北美地区。亚太地区市场需求的增长主要归功于中国、日本和韩国电动汽车行业的发展，以及无线充电技术的开发。在这方面，日本已经稍稍领先。

不过，《东京新闻》指出，Minna-Denryoku公司的移动充电技术还存在着不确定性，其未来的发展需要突破一些障碍。首先，由于传输距离较远，通过电波传送电能会出现一定程度的能量衰减，能耗可能比较高;其次，这种电能传输方式是否存在电磁波辐射？对人体健康是否会产生影响？这些问题都有待进一步研究和解决。

编辑：姚志刚 winter-yao@163.com