“理论上可以无限续航”汽车无线充电的测试道路已建成.docx

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1、“理论上可以无限续航”，汽车无线充电的测试道路已建成目录目录1编者按11 .汽车无线充电实验测试道路12 .技术应用33 .发展前景44 .主要成果55 .主要方法75.1.电磁耦合75.2.光电耦合75 .3.电磁共振86 .远距离无线充电，手机行业已应用，汽车行业还要等很久87 .写在最后9编者按汽车无线充电技术是对电动汽车进行无线充电的技术。国庆假期电动车出行时的闹剧还记忆犹新。排队几小时充电、甚至还大打出手，还有计算每一公里用电量堵车不敢开空调。1 .汽车无线充电实验测试道路最近我们经常听说可以无线充电的新能源汽车，只要在路面上铺设无线充电线圈，车辆只需行驶在路面上就可以边走边充，理论

2、上可以做到无限续航。这种类似的无线充电在手机上已经比较成熟，但在新能源汽车上还只是停留在实验室阶段，而目前Stellantis集团正式把这种技术应用在了道路上。第9页共9页Stellantis集团是由PSA集团和菲亚特克莱斯勒集团以50:50的股比建立的汽车制造企业。他们最近和意大利A35Brebemi高速公路等多个机构共同建造了一条长约1公里的测试道路，用来验证感应充电技术，也就是俗称的无线充电道路，据了解这条道路可输出1兆瓦的电量。根据Stellantis集团介绍，目前实验进行的比较顺利，但要真正投入应用还需要等上很长一段时间。2 .技术应用无线充电听起来是个不错的点子，现在已经有一些设备

3、可以实现它：电动牙刷，遥控器，还有一些智能手机。各种型号的电源、充电器，乱成一团的电线，这些都是过去的噩梦了，现在，你只需把电子设备放到一块充电垫上。2012年的诺基亚纽约发布会上，诺基亚向我们展示了回家以后随手把手机放上充电垫边充电边听音乐的场景。Lumia920内置了无线充电接收器，不久的将来，在美国本土的香啡缤店面和伦敦希思罗机场都将有无线充电器可用。无线充电的原理并不复杂，就是中学物理学到的电磁感应。但这么多年一直没有流行开来，在于业内没有统一的标准。2008年末业界同盟共同努力推动建立了无线充电联盟，之后推出了国际无线充电的Qi标准，大大加速其商业化进程。该联盟的成员包括诺基亚、三星

4、、德州仪器、华为等公司，覆盖无线充电解决方案各生产环节。Qi采用了目前最为主流的电磁感应技术，目的是为所有电子厂商提供统一的通用标准。在2012年刚落幕不久的中国国际信息通信展上，15家企业展示了超过70款支持Qi标准的无线充电产品，一款三星手机通过特殊的无线充电背壳可以实现无线充电;一把特制小巧的无线充电“钥匙扣”可以插在Android手机上充电;一些无线充电设备安装在汽车里。标准的建立，让无线充电技术加速了商用进程。这项被寄予厚望的技术，在不久的将来或许会像蓝牙一样被广泛运用于各种设备。3 .发展前景或许有人还对几年前的一款产品“PowerMat”（能量垫）有印象。将手机装上背壳，将背壳放

5、在充电面板上，就可以对手机充电，不需要再有任何插头或电线。背壳就相当于在手机上安装个接收器。这款产品在当年受到不少iPhone、黑莓等用户的追捧，因为它可以同时为儿个不同的电子设备充电，十分方便。无线充电的效率并不总是像插在电源插座上充电那么高，为了提高磁感应充电方法的速度，制造商打算直接在电子设备内部为无线充电接收器留出空间。诺基亚已经这么做了，另一些厂商正研究如何把无线充电技术整合到近场通信芯片里。苹果公司似乎并不热衷于此，它不是无线充电联盟的一员，在新款iPhone5里，也没有内置无线充电接收器。苹果高级副总裁PhilSchiller在产品发布会结束后，接受了AllThingsDigit

6、al的采访。他认为，现在的无线充电模块依然是需要连接到墙壁上的供电处，不会比有线充电方便很多。相反，USB传输线更为普及，可以随时连接到餐厅、计算机甚至是飞机上的充电处;如果要弄一个插在墙上的装置，再让这个装置为其他装置充电反而会将事情复杂化。但苹果公司也并非无动于衷，2012年6月，苹果申请了一项与iOS扩充基座有关的专利，这个扩充基座将使用感应充电技术。此前，苹果还申请过使用耳机线作为感应充电线圈的专利。这项专利很有意思，是将耳机线缠绕在一个圆柱形的充电装置上，将耳机线变成充电过程的金属导体，把电流传导到手机中，还可以将耳机插进一个声学充电器中，通过引起扬声器振动从而产生电流，再通过耳机线

7、中的金属体给手机进行充电。目前，这两项技术都属于研发阶段，用iPhone体验无线充电，还得靠类似于PowerMat这样的第三方外设。现在的无线充电依然有很多弱点。首先比如必须让被充电设备在2.54厘米范围之内，即近磁场无线充电。要实现远距离大功率无线磁电转换目前还很困难，设备耗能高，浪费大。其二，无限充电的基座并不小，便携性一般，且还是要靠插头连接电源。最重要的是，无线充电时手机必须放在基座上不能动，不像有线充时还能拿在手上玩游戏。不少公司在研发新技术，使之能隔空充电，让人们使用起来更方便。英特尔在研发一种新的谐振无线充电技术，该技术以超级本为充电源，并且配置了相关软件以及传输发射器。这种解决

8、方案功耗较低，并且不需要将手机放在特殊的充电底座上。它能让用户用笔记本电脑给自己的手机无线充电。该技术有望于2013年下半年在基于英特尔技术的Ultrabook中推出。英特尔一直对无线充电感兴趣，2008年在西雅图试验室，他们就开始研究如何在几英尺内使用“高效”无限传输供电。位于美国马萨诸塞州的无线电力公司Witricity,也在开发更方便的无线充电器，有效充电距离超过感应充电所允许的范围，他们采用和英特尔类似的谐振技术，扩展感应式无线充电的范围，希望用通过空气安全传送电能的方式替代感应式充电系统。目前，witricity已经展示了可以在一米远的距离外传输电能的原型机，它还有个原型桌，可以为放

9、置在桌子上的任何设备充电，哪怕这些设备仍在背包或钱包中。4 .主要成果无线充电对手机、电脑、相机等电子产品而言，只是个锦上添花的新功能，但对电动车产业,却有可能是启动整个市场的关键。电动汽车无线充电没有外露的连接器，彻底避免漏电、跑电等安全隐患。采用无线充电，可以将电源和变压器隐蔽在地下，让汽车在停车处或街边特殊的充电点充电。Conccdter-PoAAeCapture/RewzMWnngPowerSourceftewwtoe众多电动车厂商都在积极探索这项技术商用的可能。比亚迪早在2005年12月就申请了非接触感应式充电器专利。他们2012年七月卖给犹他大学一辆40英尺的纯电动巴士，这款巴士装

10、配着最新的WAVE无线充电垫。这是一位在犹他州州立大学能源动力学实验室的领导者研究出来的。司机将巴士停在充电垫上，经历数分钟的等待就能充满电。德国、日本等国也十分积极。在德国慕尼黑，早就开始进行家用无线充电的测试。日本丰桥技术科学大学在研究能够透过20厘米厚的混凝土砖块将电力传输给汽车的道路充电装置。研究下一代无线充电技术的两家公司witricity和富尔顿科技(FultonTechnologies)都赢得了不少主流电动厂商合作伙伴。witricity公司研发了能够隔空充电的电动汽车充电器。那是个放置在车库地上的半米宽的板子从上面开过去，汽车就开始充电了。Witricity与许多公司一起合作，

11、把这项技术推向市场。许多汽车制造商对他们的技术感兴趣，如奥迪、丰田等。它与Toyota签订了价值数百万的合同来开发靠电池供电的汽车充电器，并宣布与台湾的电子产品制造商联发科技(Mediatek)合作来开发为可移动设备充电的产品。另一家新创公司富尔顿科技公司的技术可以穿透几厘米厚的大理石或车库地板给电动车无线充电。这些技术都比现在已有的感应充电更实用一现在已有的技术能够让你在自家车库为汽车无线充电，但你必须刚好停在特定的位置上，与充电线圈校准。富尔顿已经被美国芯片设计公司高通收购。从2012年初开始，高通联合法国雷诺及英国德尔塔汽车公司在伦敦东区科技城进行了街头无线充电的商用测试。高通设想在购物

12、中心的停车场和公共道路停车点建设无线充电设施，采用半动态充电，比如在交通警示灯处、十字路口、计程车停靠点和公交车站都可以设立充电点，每次充电没必要充满，保持40%-80%的电量即可。伦敦政府正在考虑建造覆盖整个城市的建造网络。目前，阻碍无线感应式充电技术大规模运用的瓶颈主要是对于辐射的担忧，因为无线充电会产生强大的磁场。当人或动物位于电动车和充电装置之间时，有可能带来电磁伤害。所以确保无线充电系统的安全性也是一个关节点，在这方面，各家公司还需要大量的测试和改进相关技术。5 .主要方法5.1.电磁耦合电磁耦合对电源工程师来说，再也熟悉不过了，变压器就是利用这个原理来传递能量。如果把变压器的两个绕

13、组分开，就是某种意义上的无线供电。电动牙刷的充电就是个典型案例，但是用电磁耦合的方式有很大的缺点，没有高磁导率的磁芯作为介质，磁力线会严重发散到空气中，导致转递效率下降，特别在两个线圈远离的时候，下降的非常厉害。所以不适合大功率，远距离的无线供电。5.2.光电耦合把电能转化为光能，比如激光，通过光将能量传递到目的地再转化为电能。这种无线供电技术比较直观，而且光电转换技术也相对应用广泛。但是光的传递路径具有缺陷，就是传递路径中不能有障碍物。所以这种技术，也是有很大的应用缺陷。5.3.电磁共振电磁共振这个名词有点陌生，据说其原理类似声波共振的原理，两种介质具有相同的共振频率，就可以用来传递能量。W

14、iTricity的技术就是采用了这种原理。他们称之为非辐射性电磁共振。当然这可能并不是说该项技术没有辐射，但的确和我们普通概念中电磁辐射有很大不同。据美国物理学家组织网7月21日（北京时间）报道，现有多个研究小组正在设法利用无线电波为低能耗微型设备提供能源。借助该技术，美国杜克大学已研发出一款带有鸣音提醒功能的安全帽。6 .远距离无线充电，手机行业已应用，汽车行业还要等很久其实目前常见的手机无线充电和汽车上的无线充电并非是一个形式，后者的难度要比前者要高出不少。在手机领域，类似的远距离充电其实早已具备，前几月摩托罗拉公司就公开展示过该类充电方式。从演示中可以看到，手机和充电器之间可以相隔3米距

15、离完成无线充电。摩托罗拉的这台无线充电设备内有一套相控阵和1600根天线，无线充电范围大约为前方的100。范围内的四台手机，只要在这个范围都可以进行无线充电，哪怕把手机放在衣物口袋内，该设备也能穿透一些简单的障碍物自动锁定并进行充电。目前类似的手机远距离充电技术在小米、华为等大型公司都有相关的专利，现今主要难度主要还是集中在发电设备上，如何控制体型、充电方式和安全性上还有待完善，不过相信距离正式量产不会等上太久。不过话说回来，手机远距离充电和汽车远距离充电还是有明显的差异，充电量的规模两者也不是一个量级。到时候供电方式、道路安全性都是大问题，也绝非是一家汽车公司可以搞定的。7 .写在最后无论难度大小，这类充电方式必定是未来的一种趋势。设想一下，高速公路都铺上充电线圈之后，新能源汽车或许就再也不用担心续航里程的问题，当然了高速过路费中恐怕还要再加上一笔充电费了。