合肥有感科技有限責任公司總工程師 陸鈞 發(fā)表了《電動汽車無線充電技術的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢》為主題的演講，介紹了電動汽車無線充電技術的發(fā)展，無線充電功能以及未來的發(fā)展趨勢，進行大功率無線充電的講解。
首先是電動汽車無線充電的發(fā)展歷程。
塞爾維亞裔科學家尼古拉 · 特斯拉在 100 多年前開發(fā)了一套遠程大功率電力傳輸系統(tǒng)，傳輸距離達到了 48 公里。
在 2007 年，麻省理工大學團隊演示了在 2 米以外點亮 60W 燈泡的實驗，在 2010 年，無線充電 Qi 標準發(fā)布。真正使無線充電商業(yè)化的，還是在 2017 年蘋果 8 系列支持無線充電的手機發(fā)售，現(xiàn)在的手機有很多款都支持無線充電，增長速度非?？?。下一個熱點可能就是新能源汽車的無線充電。
麻省理工大學團隊成立了一家名為 WiTricity 的公司，負責大功率電動汽車無線充電方面。同時還有一家新西蘭奧克蘭大學，同樣研發(fā)電動汽車無線充電功能，后來被高通收購。國內大功率電動汽車無線充電技術與商業(yè)化進程與國外同步，清華大學在 2015 年就推出了 3.3kW 無線充電系統(tǒng)，在北汽 EV150 搭載，后來清華大學團隊整體加入有感科技，成為有感科技主要技術的核心。
下面是電動汽車無線充電的關鍵技術介紹。
大功率無線充電技術在結構方面與手機小功率無線充電非常相似，包括發(fā)射端和電源端，發(fā)射端包括供電電源和發(fā)射線圈，電源端將輸入電源轉換成高頻交流電，為發(fā)射線圈供電。在電動汽車上面，安裝了接收線圈和功率轉換電路，將感應到的磁場轉換為交流電，經過整流電路為電動汽車充電。
有感科技推出的單相 7kW 和三相 11kW 大功率無線充電產品展示，內部包括地面功率變換器和地面發(fā)射線圈。車載功率控制器將接收線圈和功率變換器集成在一個模塊中，是一個二合一的設計。
其中額定效率達到 91% 以上，偏移效率也達到 89% 以上，XY 方向支持 100mm 偏移，Z 軸方向支持 140-210mm 偏移，支持 WiFi，CAN 總線通信，具備過壓 / 欠壓保護，過流 / 短路保護，過熱保護，異物和小動物保護功能。
有感科技電動汽車無線充電關鍵技術分為兩個部分，為主功率的能量高效傳輸和輔助功能。主功能包括功率傳輸，效率，距離，安全等等，還包括不同廠家產品的互操作性。對于大功率無線充電來講，輔助功能也是非常關鍵的，包括對齊引導，對準檢測，異物檢測和活體保護，提高無線充電的安全性和使用體驗。
對于大功率無線充電來說，異物檢測是非常重要的。有感科技在發(fā)射線圈表面放置小型檢測線圈陣列，通過檢測小線圈陣列阻抗變化發(fā)現(xiàn)金屬異物。
活體保護在生物體接近或進入到無線充電區(qū)域時，停止無線充電，并發(fā)出報警信息。通過在發(fā)射線圈內部集成探測雷達，或檢測發(fā)射線圈表面電容的變化等方式，檢測生物體可能進入磁場范圍內。
無線充電引導對齊，在發(fā)射線圈和接收線圈對準時，傳輸效率和傳輸功率是最高的。為保證無線充電的使用體驗，有必要引導發(fā)射線圈和接收線圈對齊。通過在發(fā)射線圈和接收線圈上集成磁場發(fā)生裝置，通過磁場梯度檢測發(fā)射線圈與接收線圈的位置偏移程度，發(fā)送給相關系統(tǒng)，進行位置對準。
對于無線充電的安全性，新能源汽車無線充電線圈設計在汽車底部，磁場也限制在汽車底部，線圈具備生物體檢測，實現(xiàn)磁場的保護。在汽車內部，汽車金屬外殼相當于屏蔽層，車內的磁場強度近乎等于 0，靠近車頭的位置，磁場強度小于 10 μ T。按照國家標準和國際標準，無線充電系統(tǒng)是安全的。
下面是無線充電技術發(fā)展狀況。
大功率無線充電技術的供應者有高通和 WiTricity，其中 WiTricity 收購了高通大功率無線充電部門，業(yè)務模式為技術授權。通過購買技術授權，參與到大功率無線充電開發(fā)當中。有感科技自有研發(fā)團隊，在全球范圍內是一家完全自主，正向開發(fā)的技術團隊。
大功率無線充電的技術發(fā)展分為前期引入期，主要解決充電便利性的問題，中期推廣期主要解決不同廠商之間的互操作性，與自動泊車系統(tǒng)的結合，未來的長期量產期，解決與自動泊車系統(tǒng)和自動駕駛系統(tǒng)的結合問題。
電動汽車大功率無線充電在產業(yè)和政策上已經趨于完善，標準由中電聯(lián)和中汽聯(lián)中汽中心牽頭，中汽中心負責車載端標準制訂，中汽聯(lián)進行地面設備與電網連接標準制訂，有感科技也是標準工作組成員之一。目前已經有 7 項國家標準正式發(fā)布，組成了無線充電系統(tǒng)運行的基礎環(huán)境。
大功率無線充電技術現(xiàn)已全面支撐無線充電產業(yè)化，目前已經搭載在新能源汽車上進行夏季，冬季及車規(guī)測試等一系列測試，完全滿足車輛量產需要。
接下來是電動汽車無線充電產業(yè)化路徑介紹。
大功率無線充電的應用場合非常廣泛，新能源電動汽車可以搭載無線充電，無人駕駛汽車可以搭載無線充電，動態(tài)無線充電，以及共享出行，都可以使用大功率無線充電來實現(xiàn)。
現(xiàn)階段，無線充電和有線充電將成為相互彌補，共同組成充電網絡體系。有線大功率充電可以滿足長途出行，平時通勤可以使用慢充滿足充電需求。無線充電可以滿足慢充的需求，無需插線，改變新能源汽車充電習慣。
無人停車樓將無線充電對位功能嵌入到自動泊車系統(tǒng)中，實現(xiàn)了一鍵停車和一鍵召喚功能，在停車的時候進行無線充電，是一個結合的很好的產業(yè)案例。
大功率無線充電產業(yè)化目前處于推廣期和量產期交界狀態(tài)，逐步開始大規(guī)模量產。隨著自動駕駛和自動泊車的汽車越來越多，可能會實現(xiàn)大功率無線充電的大規(guī)模量產。
目前電動汽車無線充電的產業(yè)化已經全面啟動，其中歐洲，美國，日本的電動汽車無線充電產業(yè)化進程較快，國內的技術水平和產業(yè)化情況也達到了國外先進水平，近兩年很多車型都會搭載無線充電功能。
最后是無線充電技術發(fā)展趨勢。
無線充電技術發(fā)展方向是通過不斷的技術迭代，降低成本并提高充電的功率，并擴展偏移的范圍，實現(xiàn)隨停隨充，打造絕佳的充電體驗。
無線充電技術與智能網聯(lián)技術結合，包括無線充電，自動駕駛，多方面結合起來構成完整閉環(huán)。通過無線充電實現(xiàn)電動化與網聯(lián)化，智能化環(huán)節(jié)的銜接。
自動駕駛技術現(xiàn)在發(fā)展很快，目前來講自動駕駛是無人駕駛，配合自動泊車，需要自動自動充電技術，無線充電是自動充電最好的解決方案，隨著自動駕駛和自動泊車，無線充電將迎來最好發(fā)展的一個契機。
無線充電未來發(fā)展方向還有一個動態(tài)無線充電。靜態(tài)無線充電可以在停車期間自動為汽車充電，動態(tài)無線充電通過將發(fā)射線圈連接起來，實現(xiàn)邊走邊充電，真正解決行駛過程中里程焦慮的問題。
有感科技的主營業(yè)務為無線充電，主要是面向汽車電子，包括車載手機無線充電以及延伸的 NFC 鑰匙和 UWB 鑰匙，以及 USB 充電產品。大功率方面包括 7.7kW 高壓電池無線充電系統(tǒng)，是全球首款高壓無線充電系統(tǒng)，已經實現(xiàn)量產。明年初，有感科技將會呈現(xiàn)商業(yè)化運行的動態(tài)無線充電道路。
