陈秀娟

电动汽车的动态无线充电技术，从理想到现实还有多远？

充电是电动汽车使用过程中重要一环，充电的体验很大程度上决定了消费者的购买决策和用车体验。今年春节刚过，电动汽车无线充电行业就传来一件令人振奋的消息：2月13日，迪拜道路运输局（RTA）宣布，利用磁共振技术（Shaped Magticfield Responsion，SMIFIR）成功测试运行中的电动汽车和公共汽车的动态无线充电。

未来，迪拜的电动巴士和電动汽车可以在路上充电。业内认为，这将重塑电动汽车无线充电技术的市场格局。

市场规模达4.07亿美元

所谓电动汽车的无线充电技术，即允许电动汽车在不使用电线或电缆的情况下、通过嵌入在道路和停车位的无线充电源板自动连入电网进行充放电。这种充电方式的优点是使用方便安全，可以有效利用汽车电池容量、减轻车体重量、增加车辆续航里程。

根据研究机构Research and Markets的报告预测，至2025年，电动汽车无线充电市场规模预计达4.07亿美元，2020年-2025年期间的年复合增长率将到117.56%。

这份报告同样指出，受益于中日韩三国电动汽车无线充电技术的发展，亚太地区预计是电动汽车无线充电技术的最大市场，其次是欧洲和北美。该地区市场的增长归功于中国、日本和韩国电动汽车无线充电技术的巨大发展。

动态无线充受关注

实际上，无线充电并非新技术，早在120年多年之前的1891年，“交流电之父”尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）就取得了特斯拉线圈的专利，描绘了无线充电和无线传输的蓝图。

无线充电原理就是电磁感应原理，即功率通过磁场在线圈之间传输，通过发射线圈的交流电根据安培定律产生振荡磁场，磁场通过接收线圈又在法拉第感应定律下产生交流电，进而达到充电的目的。

那以后，无数的科学家对特斯拉的这一构想不断探索。

后来，无线充电技术终于有了新的突破。2007年，麻省理工大学（MIT）的教授Marin Soljacic及其研究小组把共振运用到电磁波的传输上而成功“抓住”了电磁波。他们利用铜制线圈作为电磁共振器，一团线圈附在传送电力方，另一团在接受电力方。传送方送出某特定频率的电磁波后，经过电磁场扩散到接受方，电力就实现了无线传导。

这项被他们称为“无线电力”的技术经过多次试验，已经能成功为一个两米外的60瓦灯泡供电。这项的最远输电距离还只能达到2.7米，但研究者相信，电源已经可以在这范围内为电池充电。而且只需要安装一个电源，就可以为整个屋里的电器供电。利用两个60厘米的线圈，点亮了间隔2米的60瓦灯泡。它的特殊之处在于，应用的是磁共振原理，两个线圈在频率一致情况下，实现了无线电能传输。

无线充电技术发展到今天，按充电原理划分，可以分为三种：无线电波式、电磁感应式、电磁共振式。其中，电磁感应式和电磁共振式在中小距离场合的能量传输效率较高，更适用于电动车充电。

按照充电方式划分，无线充电技术可以分为动态充电和静态充电。动态充电系统易于使用，并且可以为行驶状态下的车辆充电。

此次迪拜成功测试的充电技术就属于电磁共振式动态充电技术。当电动汽车处于行驶或静止状态时，SMIFIR技术可将大量能量从道路无线传输到电动汽车。简言之，SMIFIR技术使汽车能够在充电站不停车的情况下无缝运行。

正是因为这种技术的电网埋在路面下，因此不会对城市造成视觉污染。此外，它不会干扰道路上的人员和车辆（如电缆充电器）的移动。该无线充电SMIFIR技术解决了电动汽车的电池和充电基础设施问题。

这项试验有助于促进迪拜居民广泛使用环保车辆和可持续交通，是对迪拜2030年综合能源战略、迪拜2021年计划和阿联酋2021年愿景的补充。

目前市场上的主要技术开发公司多专注于动态无线充电系统，以满足日益增长的商用电动汽车需求，比如中国和韩国主要开发的也是动态无线充电系统。

巨头纷纷入场

在电动汽车无线充电领域，最早涉足的是全球通信巨头高通。

早在2013年，高通就宣布与Formular E 控股公司达成合作，将旗下的Halo无线充电技术应用于Formula E电动方程式赛车上。2015年，装配有Qualcomm Halo 7.4kW无线充电系统的宝马i8开始成为全新的官方安全车。

两年后，2017年5月，高通宣布已经完成了电动汽车行驶中进行无线充电的试验，即在路上增加感应式充电设备，这样汽车就可以边开车边充电。与大多数感应充电不同，高通Halo技术可隔空提供高能量传输，并适用于多种车型。它采用多线圈设计，即使充电板未对准车辆也仍然可以进行高效的能量传输。

在高通之外，市场上还有WiTricity、Evatran Group、Momentum Dynamics和Bombardier等国际公司以及中国的中兴通讯和中惠创智等第三方技术公司都在研发相关技术。

值得一提的是，Momentum  Dynamics和高通均已通过构建嵌入无线充电系统的100米测试道路来演示动态无线充电技术。

除开这些科技公司外，传统的汽车厂家也开始纷纷开发无线充电技术，成为该市场的新搅局者，如丰田、宝马、奥迪、现代、沃尔沃、日产、起亚等。

宝马、奥迪等传统车企已经建立起了自家的无线充电系统。现代、起亚等也正在对无线充电系统进行开发。目前正在生产的许多车型都具备无线充电功能：宝马530e、奔驰S550e、现代的Kona、保时捷的Mission E以及奥迪的E -tron SUV等。

尽管第三方技术公司与主机厂都在发力研发电动汽车无线充电技术，由于这项技术还面临一些挑战，如缺少电动汽车无线充电技术标准、在磁场环境下的安全问题、发射器和接收器之间气隙的异物和活体的检测与保护问题、车辆与充电板的定位问题等，无线充电技术的应用仍未正式开始。

不过，此次迪拜的动态无线充电技术的成功测试，意味着电动汽车的动态无线充电技术，从理想到现实又近了一步。