抛弃反人类的电源线 无线充电技术解析

人类因为懒惰而进步？人们太懒，不想爬楼梯所以有了电梯，不想走路所以发明了汽车，不想走到另一个房间开灯，于是有个叫尼古拉·特斯拉利用电磁线圈无线输出了电流。如今无线输电技术应用在我们生活的方方面面。提到无线充电，不少人首先想到的是智能手机，实际上，这一领先的技术早已经开始向汽车行业覆盖。今天就为大家普及一下无线充电的原理以及分类，看看人类在无线充电的道路上走了多远。

　　汽车的无线充电技术和手机、电脑等家电的技术原理一致。这个技术的原理比较简单，来来现在上物理课了，敲黑板。

　　如果两个线圈彼此贴近，同时保证电线缠绕方向一致，那么电磁感应的过程几乎不会丢失任何能量。这就是无线充电技术的电磁感应式充电。

　　举几个栗子。

　　这种电磁感应式充电被许多汽车厂商和企业使用，比如梅赛德斯·奔驰、日产、大众、中兴等。

　　这种电磁感应式充电有个毛病，就是两个线圈仅仅分开几毫米，或任意摆动其中一个线圈，电能传输效率随即大幅下降。所以我们想要实现无线充电，就要精准地停在充电板上，这就需要来来回回倒车，这是分分钟逼死女司机的节奏。

　　于是，伟大的科学家们继续研究新技术，他们在上述的感应式中加入共振频率，那就可以提高充电效率，也可以增加两个线圈的距离。这就出现了无线充电技术的第二个分支，磁场共振式充电。

　　再举几个栗子，高通、丰田采用的就是磁场共振式充电。

　　磁共振无线充电技术最大亮点是无需精准对接，充电板与接收板之间允许有一点的位置误差，这大大提高了便利性。

　　当然汽车无线充电领域里还不只有这两种，世界总是无法阻挡人类的脑洞，电动汽车静止充电已经无法满足人们了，他们还想边开边充电。于是汽车的工程师们就想可不可以铺条路，这样就能实现边开边充电。

　　由沃尔沃集团、法国阿尔斯通公司(Alstom)和瑞典能源局（Swedish Energy Agency）所联合领导的项目就研究在快速道路上为电动汽车充电的系统。沃尔沃在瑞典Hallered的测试中心建设了一条长约0.25英里的测试道路，该测试道路内部铺设了电缆。

　　电气化道路上，当然不能少了日本企业的身影。

　　此次的行驶实验采用的EV是以丰田车体的“COMS”为原型的试制车。试制车拆下了COMS配备在地板下方重约120kg的铅蓄电池，在空出来的地方配置了将高频电流转换成直流的整流电路。传输的电力增至5kW。使用的高频电流的频率为13.56MHz。

　　当然，也有些狂拽酷炫的人连路也不想建了，想利用无线电波技术给车充电，在肉眼看不到的情况下，完成微波发射装置和微波接收装置组成，接收电路，可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量，在随负载作出调整的同时保持稳定的直流电压。这种充电方式，应用在汽车上的还比较少，因为造价成本太高，不过大刘在《三体2：黑暗森林》中曾描绘过这样一幅场景：罗辑在危机纪元205年从冬眠中苏醒后，发现整个世界都发生了翻天覆地的变化，其中最让他震惊的是能够自动加热、调控温度的水杯。而护士随口一句“到处都是电啊”，说明未来将是一个无线充电技术已经完全取代传统充电方式的社会。

　　其实电动汽车无线充电在国际上已经成为一种趋势。特斯拉、奥迪、宝马、沃尔沃、奔驰、丰田、高通、西门子等巨头均已开始在这一领域展开研究。为此美国汽车工程师协会SAE，在详细咨询了汽车制造商、无线充电技术公司以及电力供应商之后，确立了未来汽车无线充电服务的行业标准，即输出功率≤20kW，运行频率85kHz。随后国际电工委员会（IEC）61980（-2&-3）又发了两个重要的补充规定，对电磁的兼容性、安全性作出了规定。标准先行，让无线充电有了发展的可能。

　　编辑观点：无线充电还很不现实，有许多做大山要翻越，也许它永远也无法普及，只能是少数人的玩具，不过世事总是变幻莫测的。五十年前，你不会知道，在一个叫互联网的地方直播个吃麻辣烫就能月入几万。你不能想象不带钱包出门，扫一扫就能买单。你不会想到不烧油的汽车满街跑。也许无线充电就是下一个颠覆新技术。