电动汽车无线充电技术开创充电新生态

充电市场现状

停车，插枪，刷卡，充电……这是直流充电的大致步骤，也是主机厂最主要的充电方式，但是存在不少问题。直充很快，但由于待充电的车子数量庞大，充电桩的数量往往捉襟见肘；另外，充电也有相当部分危险性，比如雨天充电、在“车子如林”的厂内里艰难挪车等等；而在火热市场的推动下，有时候急着交车子，还得充电到半夜；还有，虽然为充电专门预留一部分区域，但是等着充电的车子还是排着长龙，一方面还是因为充电时间较长，另一面也是充电所需空间过大所致。这些充电问题一直困扰着主机厂，在革命性的充电方式普及之前，就产业目前现状来看，并没有更好的解决办法。

考虑到有线充电方式的局限性，部分厂家就把目光转向了无线充电。

无线充电的起源则可以追溯到1901年，尼古拉·特斯拉在纽约长岛建立了187英寸的无线充电塔——沃登克里夫塔，以进行无线输电试验。车用无线充电技术最早出现于上世纪90年代，由通用及其旗下子公司Delco研发，但第一个通过ETL认证并得以推广应用的，是美国Evatran公司的Plugless L2系统，已经在雪佛兰Volt和日产Leaf上安装使用，日产是第一个宣布量产无线充电系统的厂商。

无线充电概况

无线充电的优点在于：

1.充电设备占地小、充电便利性高；

2.充电设施可无人值守、后期维护成本低等优势；

3.在相同的占地面积下，相比于传统的充电桩充电，使用无线充电可以充电的电动车数量有所提升，增大了空间利用率。

无线充电技术路线：

1、电场耦合式；2、电磁感应式；3、磁场共振式；4、无线电波式。

电场耦合方式和无线电波这种方式的传输功率较小，目前还没有在电动汽车上应用。电动汽车用无线充电技术主要采用电磁感应式和磁场共振式。

电磁感应式，初级线圈一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈钟产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端。使用时要求两个设备的距离必须很近，供电距离控制在0mm～10cm左右，而且充电只能对准线圈一对一进行。电磁感应式无线充电的能量转换率高，传输功率范围较大，能从几瓦到几千瓦。

磁场共振式，原理与声波共振类似，只要两个介质具有相同的共振频率，就能够传递能量。这种方式的充电距离在电磁感应式与无线电波式之间，优点是传输功率较大，能够达到几千瓦，可以同时对多个设备进行充电，不要求两个设备之间线圈对应；缺点就是损耗很高，距离越远，传输功率越大，损耗也就越大，最麻烦的是必须对使用的频段进行保护。

图片来源：技术在线

电动汽车采用电磁感应式或磁场共振式其构型基本一致，将充电电缆和反射线圈埋设在停车位组成供电机构，当车辆驶入停车位，安装在车辆底部的接收线圈与发射线圈重合，车辆与充电服务器建立通讯开始充电，发射线圈产生交变磁场，接收线圈产生电流通过逆变器将电能传递到电池。如下图所示：

下表为国内外厂家无线充电的技术方向：

中兴的无线充电技术

在主机厂的朋友应该了解，除了直流充、交流充，或者换电车型有需求，某些客户对搭载无线充电技术的车型也是非常感兴趣，而纵观国内各大无线充电系统供应商，中兴的市场化是最高的，也成为了大部分主机厂的选择之一。据统计，目前，与中兴新能源合作的主要厂家有：东风汽车、蜀都客车、宇通、北汽、长安、奇瑞等，试点省市：湖北襄阳、四川成都羊石、河北、云南、河南等。

根据此前中兴的说法：相同功率的设备相比较，无线充电设备建设成本大概是有线电桩的2～3倍，但拥有成本只有传统有线充电与换电的十分之一。按目前的充电站建设成本来看，在免费获得充电站建设用地的前提下，需要投资约2000万元建设一个充电站，大约配8个左右充电位，按照每个充电位1:5的使用比例计算，一个充电站每天能充40辆汽车。而用无线充电技术，用2000万的投资，在不征地的前提下可以建80个无线充电位，每天可以充400台车。无需人工值守，支持全自助充电服务，运营成本几乎为零，彻底改变现有的充电TCO（Totalcostofownership）结构。所以说，中兴提供的不仅是一种无线充电技术，而是一套完整的无线充电方案。

无线充电市场需求巨大

根据国务院《节能与新能源汽车产业发展规划（2012―2020 年）》，到 2015 年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量力争达到 50 万辆；到 2020 年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达 200 万辆、累计产销量超过 500 万辆。

假设充电设施与电动汽车按 1:2 的比例来建设，而无线充电技术渗透率为 50%。我们推测，至 2020 年，我国无线充电的市场规模将达到数百亿规模。另外，据知名环保组织Go Ultra Low预测，未来5年，电动汽车的平均续航里程将会翻一倍，到了2025年，电动汽车的平均续航里程将达到300英里（483公里）。电动汽车的保有量毫无疑问将继续提升，对于相关基础设施的要求也会越来越高。

所以，未来10年将是无线充电大显身手的最好时机。虽然无线充电技术优点明显且用户体验更佳，但是它也存在不少问题：

1、充电效率不高，峰值效率为90%左右，而传统充电的效率在95%左右；

2、传递功率不够大，以目前的技术大多数传递功率一般在10kw以下，在电动车辆上无线充电一般为慢充，这个功率是满足需求的，另外随着技术发展这个功率也会不断提升；

3、安全性问题，车辆无线充电主要采用电磁方式，存在辐射泄漏的问题；

4、 未形成统一的标准，与有线充电技术一样，标准化也是阻碍无线充电技术发展的障碍之一；

5、成本与电网负荷,成本与普及之间永远存在着典型的“鸡与蛋”的问题，尤其目前的无线充电设备为了保证传输效率，所采用的线圈尺寸均较大，成本均较高，维修费用也大。

点评：

随着新能源汽车市场的逐渐壮大，相应对基础充电设施也是指数级别的需求递增，而当前的有线充电方式太过繁琐，不具备良好的用户体验，加之过长的充电时间，完全支撑不起快速膨胀的市场需求。所以，市场迫切需求革命性的充电方式出现，即使特斯拉建起了超级充电站，但由于投资过大，大部分厂商无法接受，这就给无线充电发展的提供了绝佳机遇。