相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)即將發(fā)布，無線充電市場一觸即發(fā)？
發(fā)布日期：2019-08-06
核心提示：停車、插線、刷卡、充電……這是目前電動汽車普遍采用的直流充電的大致步驟，也是目前最主要的充電方式，但也存在不少問題。如充電時間一般需要數(shù)小時，趕上充電高峰時充電樁數(shù)量明顯不足，排隊充電比燃油汽車加油等待時間更長；加油站只需有車輛通道就能開設(shè)，而充電站的占地面積更大……
停車、插線、刷卡、充電……這是目前電動汽車普遍采用的直流充電的大致步驟，也是目前最主要的充電方式，但也存在不少問題。如充電時間一般需要數(shù)小時，趕上充電高峰時充電樁數(shù)量明顯不足，排隊充電比燃油汽車加油等待時間更長；加油站只需有車輛通道就能開設(shè)，而充電站的占地面積更大……
上海交通大學(xué)電氣工程系教授、博士生導(dǎo)師唐厚君在接受《中國汽車報》記者采訪時表示，正是因為有線充電的局限性，所以業(yè)界把目光盯向了無線充電技術(shù)。“電動汽車無線充電技術(shù)前景廣闊，國內(nèi)科研機構(gòu)、高校、企業(yè)都在進行研究，整體處于研究和試用階段。”
目前國內(nèi)正在開發(fā)的電動汽車無線充電技術(shù)，大都是利用電磁感應(yīng)原理，通過非接觸的方式為電動汽車進行充電。該項技術(shù)的應(yīng)用，通常是在地面端與車載端各安裝兩個耦合線圈，利用兩線圈之間的磁場耦合，實現(xiàn)電能從發(fā)射端到接收端的傳輸。電動汽車的無線充電，省掉了充電線，具有易操作性、高安全性、強環(huán)境適應(yīng)性等特點。
“無線充電相比有線充電，雖然目前成本相對高一些，但由于不需要插拔充電插頭，無線充電設(shè)施可以埋設(shè)在水泥路面之下，損壞幾率遠(yuǎn)低于有線充電樁，因此維護成本可大幅降低。”在國內(nèi)推出第一代無線充電產(chǎn)品且已開始試用的浙江萬安億創(chuàng)電子科技有限公司（簡稱“萬安億創(chuàng)”）首席研發(fā)工程師姚辰告訴記者，電動汽車的無線充電技術(shù)不僅能讓充電更便捷，還能創(chuàng)造一些新的應(yīng)用場景和商業(yè)模式。
近年來，汽車特別是電動汽車結(jié)合自動駕駛技術(shù)的研發(fā)在全球范圍內(nèi)如火如荼，如果自動駕駛技術(shù)能夠在實現(xiàn)自動泊車的情況下，再配合無線充電技術(shù)可體現(xiàn)電動汽車獨特的優(yōu)越性。更清潔、更便捷是無線充電技術(shù)的核心競爭力所在。在不遠(yuǎn)的將來，無線充電技術(shù)將有望改變?nèi)藗冇密嚨牧?xí)慣，隨停隨充，省去排隊等待時間。
記者在采訪中了解到，國內(nèi)已經(jīng)有數(shù)家企業(yè)在研發(fā)電動汽車無線充電產(chǎn)品，如中興通訊、比亞迪、萬安億創(chuàng)等。其中，中興通訊在2012年就推出了應(yīng)用于電動公交車的實驗產(chǎn)品，如今與其開展試點合作的主要車企有東風(fēng)汽車、蜀都客車、宇通、北汽、長安、奇瑞等，無線充電設(shè)施試點城市包括成都、襄陽、張家口、大理、麗江、貴陽等。
“國內(nèi)研究起步雖然比國外要晚，但與國外的技術(shù)差距不大，目前面臨的技術(shù)難點，是如何設(shè)計電磁場和線圈系統(tǒng)提高無線充電的效率，以及降低成本。” 中國科學(xué)院電工研究所（簡稱“中科院電工所”）研究員、博士生導(dǎo)師王麗芳介紹，中科院電工所正在開展試用的無線充電系統(tǒng)設(shè)計功率等級3.3kW，與當(dāng)前大多數(shù)電動汽車的車載充電機功率吻合。
國外：強研發(fā)重標(biāo)準(zhǔn)
目前，美、歐、日等多個國家和地區(qū)的研究機構(gòu)與企業(yè)都在發(fā)力電動汽車的無線充電技術(shù)。英特爾、蘋果、美國無線電力公司（WiTricity）在這方面具備技術(shù)優(yōu)勢，同時，寶馬、奔馳、奧迪、沃爾沃、豐田、現(xiàn)代等車企也都在無線充電方面開展了研發(fā)布局。
近日，蘋果公司結(jié)合開發(fā)自動駕駛技術(shù)，申請了電動汽車無線充電技術(shù)專利。該專利名為“無線充電校準(zhǔn)系統(tǒng)”，通過與電動汽車自動駕駛中的自動泊車相結(jié)合、以實現(xiàn)無線充電。寶馬于去年7月，在其插電式混合動力汽車BMW 530e iPerformance PHEV車型上市的同時，向市場投放了電動汽車無線充電系統(tǒng)。電動汽車只需停放于充電底座正上方，按下啟動按鈕，無需電纜線即可開始充電，充電完成系統(tǒng)也將自動關(guān)閉，此系統(tǒng)支持安裝在私人車庫中，功率3.2kW在3.5小時內(nèi)可將電池充滿。
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無線技術(shù)領(lǐng)軍者之一的高通(Qualcomm)多年前就開始研究電動汽車的無線充電技術(shù)。其研究從1988年開始，并在1996年成功開發(fā)出30KW的電動公交無線充電系統(tǒng)。高通于2013年成為國際汽聯(lián)電動方程式比賽（Formula E）的官方技術(shù)合作伙伴，賽事中BMW i8安全車及BMW i3醫(yī)療車就配備了高通的無線充電系統(tǒng)，以保證緊急情況時能夠快速部署到現(xiàn)場。發(fā)展至今，高通相關(guān)技術(shù)具備先進的異物檢測、活體保護及定位引導(dǎo)等特有技術(shù)，并且設(shè)計涵蓋3.7kW、7.4kW、11kW、22kW等不同功率等級，充電效率達到90%以上。不過，高通更多的是采取技術(shù)授權(quán)的業(yè)務(wù)模式，不直接生產(chǎn)和銷售產(chǎn)品。
投入技術(shù)研發(fā)較早的還有美國無線電力公司，其具有高效率的3.6kW~11kW電動汽車無線充電系統(tǒng)，充電效率最高可達94%，還適用于不同底盤高度的電動車輛，包括電動乘用車、越野車和輕型卡車等。
總部位于加拿大蒙特利爾的龐巴迪公司，雖然是飛機和火車制造商，但其研發(fā)的無線充電技術(shù)可以對行駛中(動態(tài))或靜止時(靜態(tài))的電動車輛進行無線充電，效率同樣高達90%以上。
今年4月，瑞典宣布將建設(shè)動態(tài)無線充電示范道路。該項目將花費1.16億瑞典克朗（約合人民幣8520萬元），在1.6公里道路下埋設(shè)無線充電設(shè)施，使電動汽車和電動卡車、公共汽車都能夠在行駛中實現(xiàn)動態(tài)無線充電。
“國外尤其是歐美，在電動汽車無線充電技術(shù)研發(fā)上比國內(nèi)起步早一些，而且，國外更重視相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定。”哈爾濱工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師朱春波在接受《中國汽車報》記者采訪時表示。重視技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定，已經(jīng)成為把握市場競爭主動權(quán)的關(guān)鍵。如高通不僅擁有一系列的技術(shù)專利，還積極參與了電動汽車無線充電技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定，包括SAE、IEC、ISO等國際標(biāo)準(zhǔn)。其中，SAE主導(dǎo)汽車無線充電發(fā)展，已經(jīng)發(fā)布了針對電動（EV）與混動（PHEV）的國際無線充電標(biāo)準(zhǔn)J2954、無線充電通訊標(biāo)準(zhǔn)J2847-6等。此外，德國推出的STILLE計劃、日本的JSAE等標(biāo)準(zhǔn)也都提出了適合本國國情的電動汽車無線充電標(biāo)準(zhǔn)。
數(shù)據(jù)顯示，2018年，全球電動汽車銷量為201.8萬輛，而我國純電動汽車銷量達到98.4萬輛，接近50%。不僅如此，我國純電動汽車銷量已經(jīng)連續(xù)4年位居世界第一，成為了新能源汽車大國。
最新發(fā)布的市場研究數(shù)據(jù)顯示，到2020年，全球電動汽車無線充電市場收益將達到800萬美元（約合人民幣5500萬元），2025年將增至4.07億美元（約合人民幣28億元），年復(fù)合增長率高達117.56%。
“要加快技術(shù)研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)制定步伐，實現(xiàn)對國外技術(shù)的追趕和超越，我們才有希望在未來電動汽車無線充電市場擁有主動權(quán)。”唐厚君表示，目前，還有一些技術(shù)難點需要解決：
一是靜態(tài)無線充電技術(shù)需要停車入位，要求車輛上的接收端線圈和地面發(fā)射端信圈圓心重合偏移不超過10厘米，車主需倒車精準(zhǔn)進入指定位置后才能實現(xiàn)無線充電，這對于車主來說體驗不夠方便；
二是關(guān)于異物檢測，主要是指金屬物檢測，如果在無線充電的能量通路中存在金屬異物，就會引起發(fā)熱，甚至有引發(fā)火災(zāi)的風(fēng)險，目前除國外少數(shù)企業(yè)掌握這一技術(shù)外，大多數(shù)國內(nèi)外研究者都在致力于解決這個問題；
三是要把無線充電做成完全車規(guī)級的產(chǎn)品門檻較高，這意味著絕對不能出現(xiàn)任何安全隱患，產(chǎn)品要符合數(shù)百項測試標(biāo)準(zhǔn)要求。
根據(jù)國際技術(shù)發(fā)展趨勢，我國電動汽車無線充電技術(shù)研發(fā)也在全面向國際看齊。去年8月，國家電網(wǎng)公司的重點科技項目“電動汽車路段移動式無線充電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備研制”暨“電動汽車移動式無線充電實驗路段”順利通過驗收。實驗路段長度181米，移動式無線充電功率為20kW，轉(zhuǎn)化率達到80%，行駛速度可超過60km/h，可以為電動公交車移動無線充電，這也是國內(nèi)首條百米級電動汽車移動式無線充電實驗路段。
電動汽車無線充電技術(shù)無疑是面向未來的發(fā)展趨勢。就成本而言，無線充電技術(shù)少不了發(fā)射端和接收端，這確實會給主機廠增加一定成本。但如果產(chǎn)量達到3萬套以上，成本就會下降，出貨價格如果能控制在1萬元以內(nèi)，將有利于這項技術(shù)的普及。
對于很多用戶擔(dān)心的無線充電的電磁泄漏問題，接受記者采訪的幾位專家都認(rèn)為，因為設(shè)備的耦合系數(shù)比較高，意味著發(fā)射能量幾乎都被接收端接收了，空氣中的輻射很少，電磁兼容性檢測發(fā)現(xiàn)，還不如一個手機的輻射量大。
目前，無線充電的優(yōu)勢，特別在安全性上見長，因為沒有外露線纜，杜絕了高壓線纜帶來的安全隱患，同時設(shè)備的使用壽命較長。2020年，電動車無線充電技術(shù)產(chǎn)品很可能會大批量上市，因此，有關(guān)專家預(yù)計今年下半年，國內(nèi)有望發(fā)布電動車無線充電標(biāo)準(zhǔn)。
“電動汽車無線充電技術(shù)的發(fā)展前景極其廣闊。”朱春波強調(diào)，隨著標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)和產(chǎn)品的逐步成熟，電動汽車無線充電市場將會逐步拓展，前景無限。?
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