“無線充電”距離電動汽車還有多遠?

提到無線充電我們不禁想到一個牛人,他就是尼古拉·特斯拉,早在1901年他就在長島進行過“電能的無線傳輸”實驗,以證實他的猜想,但以失敗告終,一個世紀後,這個技術的應用由韓國的三星公司首開先河,無線充電得以在小家電中普及,如:手機、電動牙刷、電動剃鬚刀、智能手環等。近幾年電動汽車發展迅猛,如果也能使用無線充電勢必大大提高充電的便利性和安全性,今天我們就來談談這個話題。

在汽車上無線充電技術目前以“發佈”居多,很多廠商還是停留在概念車階段,只有在個別高端車型上真正使用該技術如:捷豹和寶馬530e。其實,無線充電技術並沒有大家想象的那麼神秘,其原理就是初中物理中的電磁原理,國際主流的實現方式有兩種,一種是電磁感應,另一種是電磁共振。

首先說說電磁感應無線充電,它是通過初級和次級線圈的電磁感應產生電流,將能量從傳輸端轉移到接收端,這種方式可實現大功率的能量傳輸,缺點是傳輸距離短,最長只有10釐米。目前,在研發這種充電技術的廠家有奔馳、寶馬、奧迪、比亞迪,在實際應用中通常在停車位上裝上一組“供電線圈”,再在車上裝一個“受電線圈”,通過電磁感應實現無線充電,原理如下圖:

“無線充電”距離電動汽車還有多遠?

電磁感應充電原理圖

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電磁感應充電電器裝配示意圖

以寶馬530e為例,無線充電功率為3.2KW,官方配備的充電槍為3.7KW,相差不了多少,而且這套無線充電系統還可以不受雨雪的影響,電磁輻射僅限於底盤,充電實時監測,一旦發現異物如:小貓小狗等,會立即停止充電。車輛充電時,需在中控屏幕的引導下將車輛停在充電板的下方,車輛會自動啟動充電。貌似更適合有私家車庫,且駕駛技術良好的人使用會更方便,如果移來移去的對位還不如下車插槍方便。

“無線充電”距離電動汽車還有多遠?

寶馬汽車無線充電模式

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寶馬停車指引充電

再來說一下電磁共振無線充電,這種技術同樣需要兩組線圈,一個稱之為送電線圈,一個叫受電線圈,通過兩組線圈在電磁頻率一致時引起電磁共振,達到能量傳輸的目的。這種方式的優點是傳輸距離長,正常可達到3-4米,最遠可達到10米,還可以實現“一對多”充電,無需精準對位,缺點是充電功率較小,電磁汙染難以控制。目前這種技術的研發廠家有豐田和高通,具體原理如下圖:

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電磁共振無線充電原理

“無線充電”距離電動汽車還有多遠?

電磁共振無線充電相比傳統充電的優勢

總的來說,不管採用那種無線充電方式,充電功率都不及傳統充電的效率高,另外還存在電磁耦合、介質損耗、電磁輻射等技術瓶頸,所以短時間內普及的可能性不大。而且,現在佈置無線充電網絡需要挖地,佈線等基建工程,成本遠高於裝一個傳統充電樁,但是隨著我國智能電網的建設,以及隨著新能源車輛普及,傳統充電樁的弱勢逐漸被放大,無線充電的發展需求會越來越迫切,並會受到更多的關注。況且寶馬捷豹等優秀的車企已經在應用該技術,比亞迪、長城等自主品牌也頻頻曝光研發進度,我們已經看見無線充電的曙光了。

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