众多车企开始布局汽车无线充电技术
众多车企开始布局汽车无线充电技术，无线充电已进入应用前夕。近日，沃尔沃官方称，其正在与合作伙伴一起，在城市使用环境测试车辆的无线充电功能。众多车企开始布局汽车无线充电技术。
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近日，沃尔沃宣布他们正在使用自己的电动车型测试一个可能会改变电动汽车充电规则的技术——无线充电方案，引用Carsales Australia 的话，沃尔沃似乎正在把足够的资金投入开发到一种强大的电动汽车无线充电技术，其方案类似于当今手机等电子设备中常用的技术。
这项可以超过 40 kW 电力传输的测试方案目前正在瑞典首都哥德堡进行，这种40 kW的充电功率也超出了大多数人对无线充电的期望，并且其技术基本上可以与当今可用的一些直流快速充电站进行竞争。
据沃尔沃称，该测试将在瑞典道路上使用其自己的电动车型沃尔沃XC40 Recharge 车队进行 3 年的测试。
具体的操作方案由租车公司 Cabonline 进行实际使用，据了解Cabonline 公司每天将实际运行驾驶沃尔沃XC40 Recharge 车队约 12 小时，每年行驶 100,000 公里，沃尔沃将通过这种方式来确定其技术的可行性，而且这种方案除了可以测试其无限充电 方案之外，还能额外测试其XC40 Recharge车型的耐用性。
如今，虽然不少充电站已经开始快速普及，但是今天的大多数电动和插电式混合动力车主仍然不得不需要面对停车、下车、插入电缆然后开始充电的过程，而使用无线技术，车主将会跳过这些步骤，进一步简化充电流程。
最后根据的了解，电动汽车的无线技术就像我们平时使用的其他无限充电的电子设备一样，他们会把带有电磁感应的充电板将埋在沥青下面，而接收器将安装在汽车的电池组下面，通过这样的方式来对车辆进行充电，虽然不清楚充电的损耗会有多大，但如果能够克服相关壁垒，电动车的应用或许又将会上一个台阶。
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就在新能源汽车行业还在为充电和换电孰优孰劣争执时，一种新的补能方式——无线充电也已进入应用前夕。
近日，沃尔沃官方称，其正在与合作伙伴一起，在城市使用环境测试车辆的无线充电功能。“在真实的环境中尝试令人兴奋的新技术，并与选定的合作伙伴一起测试新的充电技术，是评估我们未来汽车替代充电方案的一个好方法。”沃尔沃汽车研发主管Mats Moberg表示。
事实上，不少车企都瞄准了无线充电车这一市场，如支持11kW无线充电功能的智己L7将于3月底上市，宝马此前也曾为530e iPerformance车型配备一套3.2千瓦的无线充电系统。此外，大众、丰田、一汽、吉利、上汽、比亚迪等国内外主流车企均已开启了无线充电技术的研发和布局，并形成了较为明确的量产规划。
相较现有充换电技术，汽车无线充电的难点在哪？未来新能源车真的能像手机一样“即停即充”吗？
市场规模预计超2亿美元
“目前行业内定义的充电方式有三种：一种是使用充电枪的传导式充电，一种是换电，一种是无线充电。从新能源汽车行业的发展来看，这三种充电方式中，传导式充电已经在全面推进，各种技术迎来繁荣发展；换电站上风口，正紧随其后准备大施拳脚；至于无线充电，目前还处于产业化推进的过程中。”中国电力企业联合会标准化管理中心主任刘永东表示。
据了解，电动汽车无线充电的基本原理与手机无线充电相类似。目前国内外采用的无线充电方式均是在车辆底盘安装能量接收装置，在地面安装能量发射装置，通过电场与磁场的转换，将电能从地面端发送到车端，充到锂电池中。
相较主流有线充电补能方式，无线充电因无需电气连接，避免了有线充电在插拔充电枪头时可能产生的电火花，方便快捷的同时，还大大提高了安全性与可靠性。
据全球市场研究机构Markets and Markets此前发布的报告，全球电动汽车无线充电市场规模，将从2020年的1600万美元增至2027年的2.34亿美元，年复合增长率将达46.8%。
此次沃尔沃发布的无线充电信息显示，充电车辆只需停在嵌入道路中的无线充电装置上，即可自动启动充电功能，驾驶员无需下车。沃尔沃汽车可使用360度全景影像让汽车与无线充电装置对齐，而充电板最快能以超过40kW的功率对车载电源管理系统进行充电，充电速度与50kW有线直流充电几乎一样快。
事实上，车企纷纷布局无线充电的背后，是政策的大力推动和支持。国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划（2021~2035年）》提出，要“加强智能有序充电、大功率充电、无线充电等新型充电技术研发”。
此外，2021年10月11日国家标准化委员会发布了电动汽车无线充电系统第5、6、7部分，将于2022年5月1日正式实施。此前国家标准化管理委员会公布了我国电动汽车无线充电的四项国家标准，规范了电动汽车无线充电系统在公共以及私人应用领域的技术要求、性能要求、功能要求、安全要求、通信协议、测试要求及试验方法、互操作性要求及测试方法、施工验收、运行维护等。
有观点认为，尽管目前国内市场尚未有一款支持无线充电的量产车型，但该标准的出台，标志着电动车无线充电系统的普及进程在加快。
车企忙布局的同时，上下游企业也在加紧无线充电桩的`生产研发工作。安洁科技(002635)3月7日在投资者互动平台表示，新能源汽车无线充电桩是新能源汽车无线充电系统其中一部分，公司新能源汽车无线充电系统已取得新能源汽车终端品牌客户定点项目合作，为了满足客户订单需求，目前公司正在不断扩充产能。
参股美国无线充电龙头企业、特斯拉无线充电供应商Evatran公司的万安科技(002590)去年下半年在互动平台上表示，公司新能源汽车无线充电技术基本成熟，即将进入小批量量产阶段。公司控股子公司上海万暨电子为北汽新能源、一汽红旗无线充电产品的配套供应商。
商业化推广仍需时日
尽管车用无线充电技术具备不少优势，但当前距离规模化商业推广仍有一定距离。
首先，在技术端车用无线充电技术主要面临三个难点：一是应用环境影响因素多，户外环境中不同天气将对无线发射端工作产生多重影响，室内停车也需要考虑车轮碾压等受重情况等；
二是泊车精度要求高，无线充电采用电磁感应原理，为确保每次泊车都能以最佳的效率充电，对发射端和接收端位置精准度要求很高，而这在实践中可能要求驾驶员进行比插拔充电枪更加复杂的操作；三是安全防护问题，整车充电需要确保发射端充电环境安全、进行异物检测、活物保护等，较有线充电保护流程和技术难度大得多。
“未来需要进一步完善我国电动汽车无线充电技术体系，切实推动具有自主知识产权的产业发展，在国际标准中越来越多地发出中国声音。同时要注重多学科融合，在电动汽车无线充电领域开拓更多技术方向，在新方向上打破发达国家的技术垄断，实现弯道超车。”哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院教授宋凯表示。
技术以外，无线充电技术在商业化落地层面也存在不少难题。充电桩企业星星充电方面认为，由于无线充电设备对目前的车辆结构改动较大，需要车企同步接入推进，技术及专利壁垒较高，预计短期内将以电力设备公司、车企合作的方式建立示范站。
在国内，虽然中兴新能源、中惠创智、万安科技等厂商也在进行无线充电技术布局，推出过相关试验充电站，但还没有大规模商业化案例。
此外，现阶段电动汽车无线充电还面临成本高的现实难题。“设备供应商要从产品类别、标准体系、应用场景等方面系统地提出成本控制策略，以满足车企在成本、体积、重量、安全和互操作性方面的要求。”刘永东建议，电动汽车无线充电要把握市场切入点，分阶段、分步骤、分场景在部分车端应用，在相应的产品类型中完善产品性能，逐步推进产业化。
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近日有消息称，沃尔沃汽车正与多家合作伙伴共同研发一种新型无线充电技术，并在城市道路进行集成和测试。根据“哥德堡绿色城区”战略计划，哥德堡市区专门设置了为可持续技术研发活动的多个现场试验区，而无线充电技术的研发与应用便是该计划的测试内容之一。
充电车辆只需停在嵌入道路中的无线充电装置上，即可自动启动充电功能，驾驶员无需下车。充电站通过无线充电装置传输电力，车辆再通过车内的接收装置接收电力。沃尔沃汽车可使用360°全景影像让汽车与无线充电装置对齐。对沃尔沃XC40纯电版而言，此无线充电功率可超过40kW，比接线的11kW交流充电桩快上不少。
汽车用无线充电？靠谱吗？
实际上，关于无线充电，已经有不少车企开始布局了。大众集团与美国田纳西大学诺克斯维尔分校、橡树岭国家实验室（ORNL）合作研发的无线充电技术，是基于保时捷Taycan充电技术进行的改造，项目最终目标是将充电功率提升至300kW，这将使Taycan能够在10分钟内充电至80%。
此外，丰田、一汽、吉利、上汽、比亚迪等国内外主流车企，都对无线充电展开了技术研发和布局，并形成了较为明确的量产规划。另外，华为在去年5月也公开了一项名叫“一种无线充电车位泊车推荐方法及系统”的专利。
无线充电有什么用？
最大的用处在于，提升体验！
与有线充电最直观的区别就是，到达停车位时不用再走下车，拔出充电枪插入充电口，实际上这个动作并不会给电动车补能带来太多负面情绪，能让人产生反感情绪的最多也就是快充桩充电枪重量不轻、插拔需要花一些力气，同时户外公共桩还总是脏兮兮的，但如果对比眼下无线充电的建设成本，这点辛苦可能也不算什么了！
但是，无线充电的体验优化绝不止于此，未来将有更大的用处，比如自动化。想象一下，小鹏汽车的“停车场记忆泊车”，如果哪天从法规到技术上能够完美解决这个问题，那么无线充电的应用场景就真的来了，让汽车送你到商场/公司门口，然后它自己开去地下停车场，找个空闲的无线充电位给自己充电，有这一套动作当“诱饵”，成本问题会有无数人争先恐后地去解决。
要实现无线充电，有哪些技术难点？
实现无线充电实际上并不难，电子产品的无线充电技术已经很成熟了，但要实现汽车级别的无线充电，难点却相当之多。
无线充电的原理并不复杂，基本上就是发射端通过变化的电流产生变化的磁场，接收端通过感应变化的磁场从而产生电流，但问题在于功率较低且对距离要求比较严格。
要实现整车级别的大功率无线充电技术，需要在发射端和接收端加入谐振网络，采用磁耦合谐振无线输电系统，即可将充电功率冲高。即小功率电器大多是感应式，大功率通常是谐振式。
不过在解决功率问题之后，还有个损耗问题。无线充电的一大理想条件就是设备之间最好能够紧贴在一起，一旦产生相对距离，就会产生负面影响，但汽车底盘通常离地100mm以上，有些SUV车型甚至要超过200mm，这回导致充电功率大打折扣。
此外，我们用电子设备的无线充电时存在这样的经验，设备与充电板之间的位置关系需要相当准确，有时候甚至将手机旋转180度放置就会导致线圈错位而无法充电。电动汽车的无线充电同样存在这个问题，车端和地端线圈之间的相对位置，甚至需要达到厘米级的精度。这也再次提醒我们，无线充电与自动泊车似乎是个“最佳拍档”。
当然还有安全的问题。
无线充电发射端一般被布置在停车位地面上，如果停车位在室外，就需要保证即使在雷电雨雪、高温暴晒、低温冰冻等恶劣环境下依然可以有效工作。
由于整车无线充电功率较高，系统需要具备对周围环境的活体检测功能，避免对出现在充电环境里面的小猫小狗，甚至是人产生伤害。同时系统还要能检测到出现在磁场范围内的金属异物，避免其被交变的磁场加热而对充电系统造成破坏。
同时，还会涉及到无线充电位的建设及成本问题，大功率输出导致尺寸偏大。无论是停车位还是车辆本身的安装，都存在一定难度。此外，目前的建设成本与其带来的有限便利性远远不成正比。
整车无线充电技术行业前景如何？
即便存在这样那样的问题，但作为汽车界的前沿技术，又是绑定新能源汽车的重点概念，大家对它的兴趣一点不弱，所以在成果方面，并不缺乏案例。
早在2018款的S550e混动轿车上，就应用了高通Halo WEVC（无线充电）技术。这套WEVC系统的无线充电功率可达3.6kW，用于给S550e上8kWh的电池充电。
宝马也曾为530e iPerformance车型搭载一套3.2千瓦的无线充电系统，为容量为9.2 kWh的电池充电，可在三个小时左右充满。
随着智能+新能源汽车概念的兴起，传统汽车制造商略显疲态，在他们不擅长的“写代码”环节，各大型互联网“财阀”充当起了先驱者，甚至是教师爷。无线充电就是这场革命浪潮中的一小朵浪花，但也堪称一个典型代表，在人类使用体验的优化上，再微小的进步也能激发一场你争我夺的科技比拼。
