大功率无线充电技术与大规模应用的要求（无线充电）

大功率无线充电技术可以追溯到19世纪的尼古拉·特斯拉和著名的特斯拉线圈。2007年6月，《科学》杂志发表了麻省理工学院利用磁共振技术点亮两米开外的60瓦灯泡，并命名为WiTricity，轰动全球。而电动汽车的无线充电技术是近两年随着新能源汽车市场的火热而逐渐被人们所熟知的。 目前大功率无线充电技术有四种基本方式:电磁感应、磁共振、无线电波和电场耦合。这些技术分别适用于短程、中短程和远程输电。 图表1大功率无线充电技术原理 注:①上图中是充电墙盒，主要负责将高频电转化为交流电。然后交流电传到埋在地下的充电板②，产生感应磁场，使感应电流出现在车内的充电板④中。 市场上主流的电动汽车大功率无线充电方式主要集中在电磁感应和磁共振两种。专利申请主要集中在这两个技术方向:磁共振、电磁感应和电磁波。专利申请也分为两大阵营。一般来说，欧洲汽车厂商和国内参与者倾向于电磁感应，而日本汽车厂商倾向于磁共振。当然，也有一些技术上的共性。 两种技术的研究重点也有区别:电磁感应的研究重点在感应充电、大功率无线充电、电磁感应、充电站等领域；磁场的研究主要集中在无线电源、谐振频率、电感、天线和发射机等领域。技术上没有绝对的优劣，目前都在尝试阶段。 图2部分企业大功率无线充电技术趋势 来源:QUESTE，咨询一目了然。 目前电动汽车无线充电大规模普及，仍有技术瓶颈需要突破: 1)传输效率是所有大功率无线充电面临的问题。 电磁感应技术比较成熟，但是需要功率发射设备和接收设备紧密接触。目前一个充电点只能给一个设备充电，无法通过一定厚度的障碍物充电，充电效率很低。磁场可以实现远距离、一对多充电。其原理是利用电磁感应和谐振原理，提高大功率无线充电的效率。简单来说，接收线圈和发射线圈在同一个谐振频率上传输能量，传输效率比较高，目前测试阶段可以达到90%。 但对于电动车来说，这样的充电功率更高；电器一般来说，电能转化为无线电波，再由无线电波转化为电能，两者都会损失很多能量。在大规模商用之前，充电效率的提升仍然是需要突破的瓶颈。 2)电磁兼容性。 电磁波很容易泄露。车用大功率无线充电设备运行时，还会影响周围的生物和电子设备，甚至危及人体健康。利用封闭式自动智能车库安装无线充电设备是解决EMC的好办法，但成本是目前大规模推广的障碍。