大功率無線充電技術與大規模應用的要求（無線充電）

大功率無線充電技術可以追溯到19世紀的尼古拉·特斯拉和著名的特斯拉線圈。2007年6月，《科學》雜志發表了麻省理工學院利用磁共振技術點亮兩米開外的60瓦燈泡，并命名為WiTricity，轟動全球。而電動汽車的無線充電技術是近兩年隨著新能源汽車市場的火熱而逐漸被人們所熟知的。 目前大功率無線充電技術有四種基本方式:電磁感應、磁共振、無線電波和電場耦合。這些技術分別適用于短程、中短程和遠程輸電。 圖表1大功率無線充電技術原理 注:①上圖中是充電墻盒，主要負責將高頻電轉化為交流電。然后交流電傳到埋在地下的充電板②，產生感應磁場，使感應電流出現在車內的充電板④中。 市場上主流的電動汽車大功率無線充電方式主要集中在電磁感應和磁共振兩種。專利申請主要集中在這兩個技術方向:磁共振、電磁感應和電磁波。專利申請也分為兩大陣營。一般來說，歐洲汽車廠商和國內參與者傾向于電磁感應，而日本汽車廠商傾向于磁共振。當然，也有一些技術上的共性。 兩種技術的研究重點也有區別:電磁感應的研究重點在感應充電、大功率無線充電、電磁感應、充電站等領域；磁場的研究主要集中在無線電源、諧振頻率、電感、天線和發射機等領域。技術上沒有絕對的優劣，目前都在嘗試階段。 圖2部分企業大功率無線充電技術趨勢 來源:QUESTE，咨詢一目了然。 目前電動汽車無線充電大規模普及，仍有技術瓶頸需要突破: 1)傳輸效率是所有大功率無線充電面臨的問題。 電磁感應技術比較成熟，但是需要功率發射設備和接收設備緊密接觸。目前一個充電點只能給一個設備充電，無法通過一定厚度的障礙物充電，充電效率很低。磁場可以實現遠距離、一對多充電。其原理是利用電磁感應和諧振原理，提高大功率無線充電的效率。簡單來說，接收線圈和發射線圈在同一個諧振頻率上傳輸能量，傳輸效率比較高，目前測試階段可以達到90%。 但對于電動車來說，這樣的充電功率更高；電器一般來說，電能轉化為無線電波，再由無線電波轉化為電能，兩者都會損失很多能量。在大規模商用之前，充電效率的提升仍然是需要突破的瓶頸。 2)電磁兼容性。 電磁波很容易泄露。車用大功率無線充電設備運行時，還會影響周圍的生物和電子設備，甚至危及人體健康。利用封閉式自動智能車庫安裝無線充電設備是解決EMC的好辦法，但成本是目前大規模推廣的障礙。