從智慧型手機到新能源汽車，無線充電正站上新風口。近日，美國無線充電系統供應商WiTricity宣布與宇通客車合作，為宇通旗下自動駕駛電動小巴小宇2.0提供無線充電服務。
當前，電動汽車無線充電尚處於早期階段，沃爾沃、奧迪、寶馬、梅賽德斯-奔馳等車企都在大力研發測試電動汽車無線充電技術，不少地方政府也藉此探索未來交通的更多可行性，但考慮到成本等因素，在這項技術真正落地之前，還有很多障礙需要消除。
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車企積極測試布局
現階段，市面上常見的無線充電技術多應用於智慧型手機，而電動汽車的無線充電技術也是業內研發的重要方向之一，車企、零部件供應商、電子科技公司等都在積極布局。據了解，主流的無線充電有4種方式：電磁感應、磁場共振、電場耦合、無線電波。其中，手機和電動汽車主要採用的是電磁感應和磁場共振兩種方式。
具體來看，電磁感應式無線充電利用的是電生磁、磁生電的電磁感應原理，這類裝置主要由初級線圈和次級線圈組成，充電效率很高，但有效充電距離只有幾毫米。此外，如果兩個線圈位置沒有對準，也很可能會出現問題。相比之下，磁場共振式無線充電對於兩個線圈的位置要求相對低一些，且可以支持數厘米至數米的無線充電，但充電效率稍遜於前者。
應用方面，電磁感應是很多跨國車企研究無線充電初期較為青睞的技術，例如寶馬、梅賽德斯-奔馳等，而高通、WiTricity等系統供應商更看好磁場共振技術。
早在2014年7月，寶馬與戴姆勒（現梅賽德斯-奔馳）宣布簽署合作協議，共同研發用於電動汽車的無線充電技術。2018年，寶馬開始生產無線充電系統，並將其作為5系插混版車型的選配裝置，其額定充電功率為3.2kW，能量轉化效率達85％，可在3.5小時內充滿電。
沃爾沃去年在瑞典採用XC40純電版計程車開啟無線充電實驗。據悉，沃爾沃專門在瑞典哥德堡市區設置了多個試驗區，充電車輛只需停在嵌入道路中的無線充電裝置上，即可自動啟動充電功能。沃爾沃聲稱，其無線充電功率可達40kW，充電30分鐘就能行駛100公里。
基於現代汽車集團E-GMP平台打造的捷尼賽思首款純電動SUV——GV60也將無線充電作為賣點之一。為此，捷尼賽思在韓國首爾蠶室樂天世界大廈的汽車充電區安裝了相關設備，該車只需根據地面車位標識，停在指定位置，就能直接為車輛充電。此外，豐田、本田、日產、通用汽車等多家車企也在研發無線充電技術。
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劍指百億級大市場
為了推進無線充電技術的研發，不少車企、零部件供應商正尋求與WiTricity這樣的專業無線充電系統供應商合作，希望能讓電動汽車擺脫充電電纜的束縛，進一步加快電動汽車的普及，為無人駕駛奠定基礎。
捷尼賽思GV60的無線充電設備供應商就是WiTricity，這是一家位於美國麻薩諸塞州的初創公司，成立於2007年，一直致力於研發無線充電技術，並於2019年初收購了高通旗下電動汽車無線充電部門Halo。WiTricity的客戶還包括一汽紅旗、宇通客車等。通過與WiTricity合作，宇通旗下號稱具備L4級自動駕駛能力的小宇2.0將開啟商用無線充電進程，該車可容納10名乘客，續駛里程為150公里。「隨著全球自動駕駛班車及公交車應用的增加，無線充電將在保持這些車輛行駛的過程中發揮關鍵作用。」WiTricity在一份聲明中表示。
德國工業巨頭西門子也看好無線充電技術前景。該公司預計，到2028年，歐洲和北美的電動汽車無線充電市場規模將達到20億美元（目前1美元約合6.96元人民幣）。為此，去年6月，西門子投資2500萬美元，獲得WiTricity公司的少數股權，並決定與之合作，推動無線充電系統的技術研發。去年8月，西門子與德國零部件廠商馬勒簽署了一項協議，雙方將在無線充電領域展開合作，共同對全套充電設施和車輛匹配系統進行開發和測試，並致力於無線充電系統的標準化。
「未來，電動汽車無線充電將成為主流。除了讓充電變得更加便利，無線充電也是實現無人駕駛的必要條件之一。」西門子充電基礎設施預開發和創新主管史蒂芬·佩拉斯表示，「如果真的想大規模推出自動駕駛汽車，無線充電技術不可或缺。這是我們進入自動駕駛世界的重要一步。」
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道路基礎設施須跟上
在無線充電技術的探索中，除了靜態充電，動態充電也進入公眾的視野，即在道路內鋪設無線充電裝置，電動汽車可以邊開邊充電。
目前，德國巴林根市正與以色列Electreon公司合作，在一段1公里長的高速公路上鋪設無線充電線路，以便為電動公交車供電。該項目將於今年晚些時候開啟公開試驗。如果開車就能充電，那麼駕駛者的「里程焦慮」將化為烏有，未來電動汽車也不再需要配裝大尺寸電池包。
推動該項目落地的德國議員恩納克·費爾曼表示：「該項目旨在確定德國道路基礎設施如何以更現代的方式設計，以及如何將充電設施集成到瀝青路面中。」他還表示：「動態無線充電將大大節省了駕駛者的時間和精力，人們不需要去充電站排隊了。」
除了德國外，美國密西根州也在修建一條長1.6公里、可提供無線充電的道路，這段道路底下埋著連接到電網的充電線圈，能在電動汽車行駛時幫電池充電，技術供應商同樣是Electreon公司。「道路無線充電系統對於電動汽車來說將是革命性的，隨開隨充隨走，誰不嚮往呢？」美國密西根州交通部網聯及自動駕駛車輛高級項目經理米歇爾·穆勒說。
據悉，美國密西根州的道路測試將在今年啟動，主要針對公交車，該州還將在機場、火車站等地的停車位上設置靜態無線充電裝置。
除了德國、美國外，瑞典、義大利、以色列等地也在進行道路無線充電測試。其中，瑞典2019年著手對一段1.6公里的公共道路進行智能化改造，進行電動巴士和卡車的動態無線充電測試。至於高通和雷諾，更是早在2017年就在封閉跑道進行過車輛行駛時的無線充電測試。
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商業化短期難落地
當前，電動汽車補能方式愈發多樣化，無線充電的前景備受期待。不過，雖然無線充電在智慧型手機上變得越來越普及，但到目前為止，其在電動汽車領域仍然處於測試階段，面臨的問題還有很多，例如成本高、充電慢、標準不統一、商業化進展緩慢等。
成本可能是最大的「攔路虎」。據了解，英國公交運營商FirstBus在推進車隊電動化的過程中，曾經考慮過採用無線充電技術，但考察之後發現該技術過於昂貴，每個地面充電板供應商報價7萬英鎊（目前1英鎊約合8.28元人民幣）。至於無線充電道路，更是造價不菲。據悉，瑞典1.6公里無線充電道路的造價大約為1250萬美元。
充電效率方面，以捷尼賽思GV60為例，其採用的無線充電系統功率為11kW，充滿電需要8個小時，與快充根本沒法比。再加上充電板比充電連接器更難移動，無線充電的靈活性也可能會「大打折扣」。此外，系統維護、標準化等方面的難題，也給電動汽車無線充電商業化帶來一些阻力。
儘管如此，仍然有不少人相信，未來通過無線方式給電動汽車充電，也會像給手機充電一樣方便快捷。我國政府和企業也在不斷探索和布局電動汽車無線充電，2020年國家標準化管理委員會發布了電動汽車無線充電4項國家標準。中興新能源、中惠創智、萬安億創等企業，以及中科院電工所、華南理工大學等研究機構和高校，都在進行電動汽車無線充電系統的研發與應用。今年2月28日，長安深藍工程師鄧清鵬在一次公開活動中透露：「我們已經開發出無線充電的樣車，相信在不久的將來，汽車無線充電不再只是一項存在於實驗室，而是落到生活實處的新科技。」
文：張冬梅 編輯：萬瑩 版式：李沛洋