PCB之電動汽車的無線充電技術(shù)或?qū)⒂瓉泶禾?/h1>

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人氣：-發(fā)表時間：2019-07-10 09:24【大 中 小】

  無線充電并不是新技術(shù)。早在1891年，“交流電之父” 尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）就取得了特斯拉線圈的專利，描繪了無線充電和無線傳輸?shù)乃{(lán)圖。

  過去一個多世紀(jì)里，科學(xué)家們對特斯拉的這一構(gòu)想孜孜以求，不斷探索。2007年，無線充電技術(shù)終于有了新的突破，麻省理工大學(xué)（MIT）教授Marin Soljacic及其研究小組通過共振技術(shù)實現(xiàn)了“無線電力”傳輸，雖然只能為距離2.7米的一個60瓦燈泡供電，但研究者相信這一技術(shù)終將走向普及。從應(yīng)用場景來看，無線充電經(jīng)歷了一個從消費電子產(chǎn)品到電動汽車的場景延展。

  隨著電磁感應(yīng)式無線充電技術(shù)的成熟，最早開始應(yīng)用無線充電技術(shù)的消費電子產(chǎn)品就是電動牙刷。由于電動牙刷使用時難免與水接觸，所以從很早以前就引入了無線充電概念，從而使充電接觸點不暴露在外，極大增強(qiáng)了產(chǎn)品的防水性并實現(xiàn)整體水洗。

  除電動牙刷以外，大規(guī)模應(yīng)用無線充電技術(shù)的消費電子產(chǎn)品就是手機(jī)。最早使用無線充電技術(shù)的手機(jī)廠家是Palm公司，隨后，夏普、諾基亞、索愛等等手機(jī)廠商紛紛跟進(jìn)。早期的無線充電技術(shù)效率不高。以電動牙刷為例，有些型號內(nèi)置700毫安時的電池，全部充滿需要4個小時以上。而智能手機(jī)當(dāng)年的電池容量普遍都在1500毫安時以上，這意味著全部充滿電需要8個小時以上。

  較低的充電效率，可能存在的各種兼容隱患，一直制約著無線充電技術(shù)在智能手機(jī)領(lǐng)域大展拳腳，而這一局面直到全球第一個無線充電的國際標(biāo)準(zhǔn)“Qi”出臺才有所改善。2008年12月17日，由飛利浦電子、德州儀器、國家半導(dǎo)體等幾大公司攜手組建了“無線充電聯(lián)盟”（Wireless Power Consortium，簡稱WPC），旨在提升無線充電技術(shù)的便捷性和通用性。截至2019年1月31日，無線充電聯(lián)盟（WPC）會員已增至661家。

  盡管無線充電技術(shù)在以手機(jī)為代表的消費電子產(chǎn)品得到了大規(guī)模應(yīng)用，但是并未成為手機(jī)充電的主流方式，這主要與其PCB用戶體驗不是很好有關(guān)。

  無線充電的優(yōu)點是既擺脫了線纜和充電插口的束縛，也不用再擔(dān)心USB接口反復(fù)插拔的劃傷和壽命問題，電路板小編發(fā)現(xiàn)，其缺點在于，因為充電功率普遍只有5W到10W，充滿一部3000毫安時電池的手機(jī)需要2.5小時至5個小時，而且在充電過程中，不能移動或者使用手機(jī)，因此充電使用場景只適合晚間睡覺、全心上課或者工作時，而這對于非常依賴手機(jī)工作或者娛樂的用戶非常不友好。因此，殘酷的現(xiàn)實是，無線充電在消費電子領(lǐng)域目前只能作為一種補(bǔ)充方式，并未成為主流充電方式。

  隨著全球電動汽車在2012年之后正式量產(chǎn)，無線充電技術(shù)開始從消費電子產(chǎn)品領(lǐng)域拓展到電動汽車。在目前感應(yīng)式、共振式和耦合式這三種主流技術(shù)路線中，共振式無線充電技術(shù)優(yōu)勢在于安全性高、功率較大，傳輸距離更遠(yuǎn)，最遠(yuǎn)傳輸距離超過2米，同時可以為多個設(shè)備充電，也無需精準(zhǔn)對位，還可以穿過墻體、木材等對充電設(shè)備進(jìn)行充電，因此得到汽車企業(yè)的青睞。

  除第三方技術(shù)公司外，主機(jī)廠也是開發(fā)無線充電技術(shù)的另外一派主力軍，如豐田、寶馬、奧迪、現(xiàn)代、起亞等。其中，本田似乎快人一步。在2019 CES消費者電子展上，本田展出了最新研發(fā)的Wireless Vehicle-to-Grid無線充電技術(shù)，和傳統(tǒng)的無線充電技術(shù)相比，它增加了向電網(wǎng)回傳電力的功能，從而增加了儲能的功能。

  盡管第三方技術(shù)公司與主機(jī)廠都在發(fā)力研發(fā)電動汽車無線充電技術(shù)，但無線充電技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用仍未正式開始。雖然WiTricity對外宣稱，已經(jīng)和全球前10大汽車廠商中的9家建立了實質(zhì)性合作關(guān)系，但真正應(yīng)用無線充電技術(shù)的上市量產(chǎn)車目前只有寶馬530e，從公開報道來看市場反饋并沒有預(yù)想的那么驚艷。

  市面上提供無線充電技術(shù)的在售車型多為豪華品牌的混合動力車型，主要原因在于，一方面無線充電相對其他充電方式充電功率不夠大、充電效率不夠高，另一方面無線充電系統(tǒng)價格太貴。PCB廠小編得知，根據(jù)WiTricity介紹，無線充電解決方案的最大功率可以做到11千瓦，供應(yīng)商可以定制為3千瓦或者7千瓦等產(chǎn)品。這樣的功率并不比市場上常規(guī)的慢充樁快多少，無法解決電動車主快速充電的核心訴求。

  好消息是，中國作為全球最大的電動汽車市場，已經(jīng)在國家層面明確提出將鼓勵無線充電技術(shù)的發(fā)展。據(jù)國家能源局監(jiān)管總監(jiān)李冶介紹，2019年國家能源局將會同相關(guān)部委督促車企深度參與充電運營服務(wù)，加強(qiáng)無線充電、智能充電等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，在重點領(lǐng)域開展充電設(shè)施與電網(wǎng)互動實驗示范，并在裝備研發(fā)上做好技術(shù)儲備。

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