電動(dòng)汽車無線充電技術(shù)開創(chuàng)充電新生態(tài)

隨著新能源汽車市場(chǎng)的逐漸壯大，相應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)充電設(shè)施也是指數(shù)級(jí)別的需求遞增，而當(dāng)前的有線充電方式太過繁瑣，不具備良好的用戶體驗(yàn)，這就給無線充電發(fā)展的提供了絕佳機(jī)遇。
　　 充電市場(chǎng)現(xiàn)狀
　　停車，插槍，刷卡，充電……這是直流充電的大致步驟，也是主機(jī)廠最主要的充電方式，但是存在不少問題。直充很快，但由于待充電的車子數(shù)量龐大，充電樁的數(shù)量往往捉襟見肘；另外，充電也有相當(dāng)部分危險(xiǎn)性，比如雨天充電、在“車子如林”的廠內(nèi)里艱難挪車等等；而在火熱市場(chǎng)的推動(dòng)下，有時(shí)候急著交車子，還得充電到半夜；還有，雖然為充電專門預(yù)留一部分區(qū)域，但是等著充電的車子還是排著長(zhǎng)龍，一方面還是因?yàn)槌潆姇r(shí)間較長(zhǎng)，另一面也是充電所需空間過大所致。這些充電問題一直困擾著主機(jī)廠，在革命性的充電方式普及之前，就產(chǎn)業(yè)目前現(xiàn)狀來看，并沒有更好的解決辦法。
　　考慮到有線充電方式的局限性，部分廠家就把目光轉(zhuǎn)向了無線充電。
　　無線充電的起源則可以追溯到1901年，尼古拉·特斯拉在紐約長(zhǎng)島建立了187英寸的無線充電塔——沃登克里夫塔，以進(jìn)行無線輸電試驗(yàn)。車用無線充電技術(shù)最早出現(xiàn)于上世紀(jì)90年代，由通用及其旗下子公司Delco研發(fā)，但第一個(gè)通過ETL認(rèn)證并得以推廣應(yīng)用的，是美國(guó)Evatran公司的Plugless L2系統(tǒng)，已經(jīng)在雪佛蘭Volt和日產(chǎn)Leaf上安裝使用，日產(chǎn)是第一個(gè)宣布量產(chǎn)無線充電系統(tǒng)的廠商。
　　無線充電概況
　　無線充電的優(yōu)點(diǎn)在于：
　　1.充電設(shè)備占地小、充電便利性高；
　　2.充電設(shè)施可無人值守、后期維護(hù)成本低等優(yōu)勢(shì)；
　　3.在相同的占地面積下，相比于傳統(tǒng)的充電樁充電，使用無線充電可以充電的電動(dòng)車數(shù)量有所提升，增大了空間利用率。

無線充電技術(shù)路線：

　　1、電場(chǎng)耦合式；2、電磁感應(yīng)式；3、磁場(chǎng)共振式；4、無線電波式。
　　電場(chǎng)耦合方式和無線電波這種方式的傳輸功率較小，目前還沒有在電動(dòng)汽車上應(yīng)用。電動(dòng)汽車用無線充電技術(shù)主要采用電磁感應(yīng)式和磁場(chǎng)共振式。

電磁感應(yīng)式，初級(jí)線圈一定頻率的交流電，通過電磁感應(yīng)在次級(jí)線圈鐘產(chǎn)生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端。使用時(shí)要求兩個(gè)設(shè)備的距離必須很近，供電距離控制在0mm～10cm左右，而且充電只能對(duì)準(zhǔn)線圈一對(duì)一進(jìn)行。電磁感應(yīng)式無線充電的能量轉(zhuǎn)換率高，傳輸功率范圍較大，能從幾瓦到幾千瓦。

磁場(chǎng)共振式，原理與聲波共振類似，只要兩個(gè)介質(zhì)具有相同的共振頻率，就能夠傳遞能量。這種方式的充電距離在電磁感應(yīng)式與無線電波式之間，優(yōu)點(diǎn)是傳輸功率較大，能夠達(dá)到幾千瓦，可以同時(shí)對(duì)多個(gè)設(shè)備進(jìn)行充電，不要求兩個(gè)設(shè)備之間線圈對(duì)應(yīng)；缺點(diǎn)就是損耗很高，距離越遠(yuǎn)，傳輸功率越大，損耗也就越大，最麻煩的是必須對(duì)使用的頻段進(jìn)行保護(hù)。

圖片來源：技術(shù)在線

電動(dòng)汽車采用電磁感應(yīng)式或磁場(chǎng)共振式其構(gòu)型基本一致，將充電電纜和反射線圈埋設(shè)在停車位組成供電機(jī)構(gòu)，當(dāng)車輛駛?cè)胪＼囄唬惭b在車輛底部的接收線圈與發(fā)射線圈重合，車輛與充電服務(wù)器建立通訊開始充電，發(fā)射線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，接收線圈產(chǎn)生電流通過逆變器將電能傳遞到電池。如下圖所示：

下表為國(guó)內(nèi)外廠家無線充電的技術(shù)方向：

中興的無線充電技術(shù)
　　在主機(jī)廠的朋友應(yīng)該了解，除了直流充、交流充，或者換電車型有需求，某些客戶對(duì)搭載無線充電技術(shù)的車型也是非常感興趣，而縱觀國(guó)內(nèi)各大無線充電系統(tǒng)供應(yīng)商，中興的市場(chǎng)化是最高的，也成為了大部分主機(jī)廠的選擇之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前，與中興新能源合作的主要廠家有：東風(fēng)汽車、蜀都客車、宇通、北汽、長(zhǎng)安、奇瑞等，試點(diǎn)省市：湖北襄陽、四川成都羊石、河北、云南、河南等
　　根據(jù)此前中興的說法：相同功率的設(shè)備相比較，無線充電設(shè)備建設(shè)成本大概是有線電樁的2～3倍，但擁有成本只有傳統(tǒng)有線充電與換電的十分之一。按目前的充電站建設(shè)成本來看，在免費(fèi)獲得充電站建設(shè)用地的前提下，需要投資約2000萬元建設(shè)一個(gè)充電站，大約配8個(gè)左右充電位，按照每個(gè)充電位1:5的使用比例計(jì)算，一個(gè)充電站每天能充40輛汽車。而用無線充電技術(shù)，用2000萬的投資，在不征地的前提下可以建80個(gè)無線充電位，每天可以充400臺(tái)車。無需人工值守，支持全自助充電服務(wù)，運(yùn)營(yíng)成本幾乎為零，徹底改變現(xiàn)有的充電TCO（Totalcostofownership）結(jié)構(gòu)。所以說，中興提供的不僅是一種無線充電技術(shù)，而是一套完整的無線充電方案。
　　無線充電市場(chǎng)需求巨大
　　根據(jù)國(guó)務(wù)院《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012―2020 年）》，到 2015 年，純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷量力爭(zhēng)達(dá)到 50 萬輛；到 2020 年，純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車生產(chǎn)能力達(dá) 200 萬輛、累計(jì)產(chǎn)銷量超過 500 萬輛。

假設(shè)充電設(shè)施與電動(dòng)汽車按 1:2 的比例來建設(shè)，而無線充電技術(shù)滲透率為 50%。我們推測(cè)，至 2020 年，我國(guó)無線充電的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到數(shù)百億規(guī)模。另外，據(jù)知名環(huán)保組織Go Ultra Low預(yù)測(cè)，未來5年，電動(dòng)汽車的平均續(xù)航里程將會(huì)翻一倍，到了2025年，電動(dòng)汽車的平均續(xù)航里程將達(dá)到300英里（483公里）。電動(dòng)汽車的保有量毫無疑問將繼續(xù)提升，對(duì)于相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的要求也會(huì)越來越高。
　　所以，未來10年將是無線充電大顯身手的最好時(shí)機(jī)。雖然無線充電技術(shù)優(yōu)點(diǎn)明顯且用戶體驗(yàn)更佳，但是它也存在不少問題：
　　1、充電效率不高，峰值效率為90%左右，而傳統(tǒng)充電的效率在95%左右；
　　2、傳遞功率不夠大，以目前的技術(shù)大多數(shù)傳遞功率一般在10kw以下，在電動(dòng)車輛上無線充電一般為慢充，這個(gè)功率是滿足需求的，另外隨著技術(shù)發(fā)展這個(gè)功率也會(huì)不斷提升；
　　3、安全性問題，車輛無線充電主要采用電磁方式，存在輻射泄漏的問題；
　　4、 未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，與有線充電技術(shù)一樣，標(biāo)準(zhǔn)化也是阻礙無線充電技術(shù)發(fā)展的障礙之一；
　　5、成本與電網(wǎng)負(fù)荷,成本與普及之間永遠(yuǎn)存在著典型的“雞與蛋”的問題，尤其目前的無線充電設(shè)備為了保證傳輸效率，所采用的線圈尺寸均較大，成本均較高，維修費(fèi)用也大。
　　點(diǎn)評(píng)：
　　隨著新能源汽車市場(chǎng)的逐漸壯大，相應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)充電設(shè)施也是指數(shù)級(jí)別的需求遞增，而當(dāng)前的有線充電方式太過繁瑣，不具備良好的用戶體驗(yàn)，加之過長(zhǎng)的充電時(shí)間，完全支撐不起快速膨脹的市場(chǎng)需求。所以，市場(chǎng)迫切需求革命性的充電方式出現(xiàn)，即使特斯拉建起了超級(jí)充電站，但由于投資過大，大部分廠商無法接受，這就給無線充電發(fā)展的提供了絕佳機(jī)遇。