汽車無線充電，還能講出新故事？

新能源汽車發(fā)展如火如荼，補能問題也成為被業(yè)界充分關注的問題之一。當大家在爭議超充與換電孰優(yōu)孰劣之時，新能源汽車充電是否還有“Plan C”？

或許受到智能手機無線充電的影響，汽車無線充電也成為工程師們攻克的技術之一。據媒體報道，不久前，汽車無線充電技術得到突破性研究，有研發(fā)團隊稱無線充電板能夠以100kW的輸出功率向汽車傳輸電力，可以在20min內將電池充電狀態(tài)提高50%。

當然，汽車無線充電技術并非新技術，伴隨著新能源汽車的崛起，多方勢力就已經針對無線充電探索多時，其中不乏BBA、沃爾沃以及國內各車企的身影。

整體來看，汽車無線充電技術依舊處于早期階段，不少地方政府也借此探索未來交通的更大可能性，不過受制于成本、功率以及基礎設施等因素，汽車無線充電技術大面積商業(yè)化，還需要破除多重困難。關于汽車無線充電的新故事，還不太好講。

充電功率依舊是一道坎

眾所周知，無線充電在手機行業(yè)并不是什么新鮮事。汽車無線充電并未如手機充電那般普及，但是早已吸引眾多企業(yè)對這項技術垂涎欲滴。

整體來說，主流無線充電有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采用的是電磁感應和磁場共振兩種方式。

其中，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，充電效率高，但有效充電距離短，并且對充電位置要求也比較嚴格。相對而言，磁場共振式無線充電位置要求偏低，充電距離也較長，可支持數厘米至數米，但充電效率稍遜于前者。

因此，在無線充電技術探索初期，車企對電磁感應無線充電技術較為青睞，代表企業(yè)有寶馬、戴姆勒等整車企業(yè)。而之后，磁場共振無線充電技術逐步被推崇，代表企業(yè)有而高通、WiTricity等系統(tǒng)供應商。

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(xié)議，共同研發(fā)用于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(tǒng)，并將其作為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。

2021年，沃爾沃在瑞典采用XC40純電版出租車開啟無線充電實驗。沃爾沃專門在瑞典哥德堡市區(qū)設置了多個試驗區(qū)，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。沃爾沃方面表示，其無線充電功率可達40kW，充電30分鐘就能行駛100公里。

在汽車無線充電領域，我國也一直走在行業(yè)前列。2015年，南方電網廣西電力科學研究院建成國內首條電動汽車無線充電測試車道。2018年，上汽榮威推出首輛實現無線充電的純電動車型。一汽紅旗在2020年推出了支持無線充電技術的紅旗E-HS9。2023年3月，上汽智己正式落地旗下首個11kW大功率整車智能無線充電方案。

還有特斯拉，也是無線充電領域的探索者之一。2023年6月，特斯拉收購Wiferion花費了7600萬美元，并將其更名為Tesla Engineering Germany GmbH，計劃借此以低成本方式撬動無線充電。而此前，特斯拉CEO馬斯克對無線充電持否定態(tài)度，并抨擊無線充電“低能低效”，如今又稱其前景廣闊。

當然，還有豐田、本田、日產、通用汽車等多家車企也在研發(fā)無線充電技術。

雖然多方在無線充電領域進行了長期的探索，但是汽車無線充電技術還遠未成氣候，制約其發(fā)展的關鍵因素就是功率。以紅旗E-HS9為例，其配備的無線充電技術擁有10kW的最大輸出功率，僅比慢充樁7kW功率高一點，而有的車型只能實現3.2kW的系統(tǒng)充電功率。也就是說，這樣的充電效率，毫無便利性可言。

當然，如果無線充電的功率得到提升，或許又將是另外一番情況。比如，正如文章開頭所表述，有研發(fā)團隊已經實現實現100kW的輸出功率，這也就意味著，如果真正能做到這樣的輸出功率，理論上1小時左右便可將車輛充滿電。盡管依舊難以與超充樁相比，但是也不失為一種補能方式的新選擇。

無線充電商業(yè)化還有多遠？

從使用場景上來看，汽車無線充電技術最大的優(yōu)勢便是減少人工操作步驟。相比有線充電，車主需要進行停車、下車、取槍、插入充電等一系列操作，面對第三方充電樁還要填寫各類信息，相對而言過程較為繁瑣。

而無線充電的場景便十分簡潔，駕駛人員停好車輛之后，設備便自動感應，隨后就進行無線充電，車輛滿電之后車輛直接駛離，車主無需進行更多的操作。從使用體驗上來看，也會給人帶來使用電動汽車的高級感。

汽車無線充電為何會備受企業(yè)和供應商的重視？從發(fā)展的眼光來看，無人駕駛時代的到來，或許也是無線充電技術大發(fā)展的時候。汽車真正做到無人駕駛，便需要無線充電這樣的充電形式，擺脫充電電纜的束縛。

因此，有不少充電供應商便十分看好無線充電技術的發(fā)展前景。德國巨頭西門子就預計，到2028年，歐洲和北美的電動汽車無線充電市場規(guī)模將達到20億美元。為此，早在2022年6月，西門子投資2500萬美元，獲得無線充電供應商WiTricity公司少數股權，推動無線充電系統(tǒng)的技術研發(fā)。

西門子方面認為，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。如果真的想大規(guī)模推出自動駕駛汽車，無線充電技術不可或缺。這是進入自動駕駛世界的重要一步。

當然，前景很美好，現實卻骨感。當前，電動汽車補能方式愈發(fā)多樣化，無線充電的前景備受期待。但是，從目前來看，汽車無線充電技術依舊處于測試階段，面臨的問題還有很多，例如成本高、充電慢、標準不統(tǒng)一、商業(yè)化進展緩慢等。

充電效率問題便是攔路虎之一。比如，我們在前述紅旗E-HS9就針對效率問題進行探討，無線充電效率低下備受詬病。目前，電動汽車無線充電的效率要比有線充電效率低，原因在于無線傳輸過程中存在能量損失。

從成本角度來看，汽車無線充電還需進一步下壓。無線充電對基礎設施的要求較高，充電部件一般鋪設在地面，這樣便會涉及地面改造等問題，建設成本必然會高于普通充電樁的成本。此外，無線充電技術在推廣前期，產業(yè)鏈不成熟，相關零部件的成本也會高企，甚至會是同等功率下家用交流充電樁價格的數倍。

比如，英國公交運營商FirstBus在推進車隊電動化的過程中，有考慮過采用無線充電技術。但是，經過考察之后發(fā)現，每個地面充電板供應商報價7萬英鎊。此外，無線充電道路建設造價也高企，比如，瑞典1.6公里無線充電道路的造價大約為1250萬美元。

當然，安全性問題也可能會是制約無線充電技術的問題之一。從對人體影響角度來看，無線充電并非大礙。工信部公布的《無線充電（電力傳輸）設備無線電管理暫行規(guī)定（征求意見稿）》中表明，19—21kHz、79—90kHz的頻譜為無線充電汽車專用。相關研究表明，只有充電功率超過20kW，且人體與充電底座近距離接觸，才可能對身體有一定影響。但是，這也需要各方不斷進行安全性普及，才有可能得到消費者的認可。

無論汽車無線充電技術的實用性如何，使用場景如何便捷，要想實現大范圍商用依舊還有很長的路要走。走出實驗室，落實到生活實處，汽車無線充電道阻且長。

充電機器人，或許更勝一籌

當各方在大力探索汽車無線充電技術之時，“充電機器人”概念也悄然而生。無線充電要解決的痛點表示用戶充電便捷性的問題，在未來與無人駕駛理念相輔相成。但是，通往羅馬的路不止一條。

因此，“充電機器人”也開始成為汽車智能充電環(huán)節(jié)中的一個補充。不久前，北京城市副中心建設國家綠色發(fā)展示范區(qū)新型電力系統(tǒng)實驗基地，就推出公交全自動充電機器人，可為電動公交車充電。

電動公交車進入充電站后，視覺系統(tǒng)捕捉車輛到位信息，后臺調度系統(tǒng)隨即給機器人下發(fā)充電任務，在尋路系統(tǒng)和行走機構的輔助下，機器人自動行駛到充電工位、自動抓取充電槍，利用視覺定位技術識別電動車輛充電口位置，進行自動充電操作。

當然，車企也開始看到“充電機器人”的優(yōu)勢。2023年上海車展，路特斯發(fā)布了一款閃充機器人。當車輛需要充電時，機器人可以伸出機械臂，自動將充電槍插入車輛充電孔，結束充電后還能自行拔槍，完成車輛啟動充電到結束的全過程。

相比之下，充電機器人不僅具備無線充電的便捷性，同時也可以解決無線充電的功率限制問題，用戶同樣可以在不下車的情況下，享受超充帶來的快感。當然，充電機器人也會涉及成本以及定位、避障等智能化問題。

總結：新能源汽車補能問題，一直是產業(yè)各方十分重視的問題。當下，超充方案與換電方案，是最為主流的兩種方案。從理論上來看，這兩種方案做到一定程度，就足以滿足用戶的補能需求。當然，事物總是向前發(fā)展，或許隨著無人駕駛時代的到來，無線充電、充電機器人或許會迎來新的機會，講出新的故事。