如果您是電動車車主，不知您是否碰到過下列場景。公共充電樁前停著的車歪七扭八，您想要將充電電纜插入充電口需要費很大的力氣，甚至需要借助他人的幫助。旁邊車輛用了您的充電樁，您想用旁邊車輛的充電樁卻發(fā)現(xiàn)快充口在車身另一側(cè)。此時您是不是特別希望身邊的電動汽車也能像手機一樣無線充電，那無線充電到底離我們有多遠呢?是噱頭還是未來?
無線充電對我們來說一點也不陌生，電動牙刷的標配，手機上沒有它都不好意思叫旗艦。這種感應(yīng)式無線電能傳輸在一百年前就由特斯拉老爺子玩過了。不同于小功率電器采用感應(yīng)式充電的方式，大功率電器通常是諧振式充電。如果搜電動汽車和無線充電兩個關(guān)鍵詞，會驚訝的發(fā)現(xiàn)市面上居然已經(jīng)有諸多車型支持這項技術(shù)，寶馬在2018年發(fā)布的寶馬530e iPerformance車型就支持無線充電;榮威Marvel X最初也以無線充電為主打賣點;紅旗E-HS9同樣支持無線充電技術(shù)，車輛在駛?cè)胩囟ǖ臒o線充電站后，無需插線即可充電。目前包括大眾、沃爾沃、豐田、一汽、吉利、上汽、比亞迪等國內(nèi)外主流車企，都對無線充電展開了技術(shù)研發(fā)和布局，并形成了較為明確的量產(chǎn)規(guī)劃，預計2021年至2023年間將推出支持無線充電功能的車型。車企紛紛布局無線充電的背后，是政策的推手。
首先是無線充電行業(yè)標準正式實施。2020年上半年，國家標準化管理委員會發(fā)布了《電動汽車無線充電系統(tǒng)》等4項國家標準，規(guī)范了電動汽車無線充電系統(tǒng)在公共及私人應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)、性能、功能、安全等多方面的要求，共同構(gòu)成了電動汽車無線充電的重要通用標準體系，并于同年11月1日正式實施。其次，國務(wù)院辦公廳近期印發(fā)的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》同樣點名“無線充電”，提出要“加強智能有序充電、大功率充電、無線充電等新型充電技術(shù)研發(fā)”。那在有線充電技術(shù)已經(jīng)非常成熟的情況下為什么還需要無線充電技術(shù)呢?
什么是電池管理系統(tǒng)?
電動車的充電問題涉及到電池管理系統(tǒng)(BMS)，BMS可以看做整個系統(tǒng)的大腦，它通過跟蹤其狀態(tài)(主要是電流，電壓，溫度和充電狀態(tài))并計算用于控制電池環(huán)境和平衡電池的輔助條件數(shù)據(jù)來管理電池組，始終確保一切正常，讓電池組可以安全地進行數(shù)千次充電/放電循環(huán)。
無線BMS的優(yōu)點是什么?
2.4 GHz頻率上的無線通信可以使BMS系統(tǒng)的重量減輕約34㎏，這對于小型家用電動汽車來說在續(xù)航里程上有好處。它還大大降低了通信網(wǎng)絡(luò)的復雜性;其較小的占地面積增加了系統(tǒng)在底盤放置位置的靈活性，有助于提高車輛操控性。此外，它更易于維修(電纜故障目前是電池系統(tǒng)中最高昂的保修費用)。無線通信還消除了必須一直沿接線環(huán)上下傳播信息的時間延遲，這使得在整個電池控制系統(tǒng)中進行時間同步測量成為可能，并且能夠同步其他質(zhì)量的測量，延遲在兩毫秒左右。電壓和溫度管理方面的小改進可以延長電池的使用壽命和使用壽命。
無線BMS的缺點是什么?
汽車本身甚至周圍的場景可能會帶來射頻干擾。盡管大多數(shù)情況下，它們都在電池盒內(nèi)運行，但仍然必須對整個電池管理系統(tǒng)進行智能加固，以防止黑客入侵和其他安全漏洞。其最大的缺點便是效率低，因為要經(jīng)過電磁場磁能轉(zhuǎn)換，因此效率值最高只能到80%，同時還要伴隨漏磁的問題。至于動態(tài)無線充電，其高昂的基建成本也是目前全球沒有國家能夠承受的。
諸多充電模式 哪種是未來?
以國內(nèi)純電動車充電方式種類來看大致可以分為四類：1、慢充充電2、快充充電3、換電模式4、無線充電。前兩種方式均為有線充電，主要區(qū)別在于充電功率快慢;第3種方式是換電方式;第4種是純無線充電方式。
縱向?qū)Ρ龋阂杂芯€與無線進行比較。以國內(nèi)當前最主流的充電效率為例，慢充為7kW，快充為15kW-360kW。慢充不考慮電量傳輸損失，似乎不相上下;而無線充電，往往較有線充電更加“浪費”;從快充來看，高功率頻段有線快充“吊打無線”。開頭提到的寶馬530e iPerformance應(yīng)用電動車無線充電設(shè)備的車型以3.4kW無線充電給9.2kWh電池充電，需3個小時左右。
橫向?qū)Ρ龋阂該Q電與無線對比。以蔚來為代表換電模式，直接更換電池Pack至滿電，僅3-5分鐘即可完成補電;而無線充電電時間與充電功率相關(guān)，即使?jié)M功率充電，舉例70kWh動力電池，22kW功率需要3小時充滿。而汽車又有靜態(tài)無線充電和動態(tài)無線充電兩種模式，在動態(tài)無線充電下，電力輸入是否能跑贏電力輸出?以低頻段功率無線快充，會出現(xiàn)一種即使在充電，電量仍然在降低的現(xiàn)象。不言而喻，當前換電模式與無線充電相比可以完勝。
雖然愿景是美好的，但是從現(xiàn)階段來看，個人觀點：無線充電是個偽需求。靜態(tài)無線充電其優(yōu)勢是：占地面積小，在單位面積下可充更多的車輛;操作方便，靜態(tài)即停即充、動態(tài)即開即充;損壞率低，因為機械連接少;充電接口更加方便、安全。但是看似方便的背后帶來的成本是：電效率的降低(無線充電的效率是在正常充電效率的基礎(chǔ)上再打一個折扣)、需要專門的充電系統(tǒng)，復雜而且增加負擔，容量增加的同時成本也會大幅度增加。
所以在現(xiàn)實中無線充電只能應(yīng)用在某些特定的車輛上，比如作為高端車的奢侈選配，或者在碼頭、機場等固定線路，固定的車輛和固定的停靠點的場景中。但在大量的家用電動車上很難推廣，車都開了插個充電頭不是重要的痛點。最關(guān)鍵的是無線充電不是停車就可以充電，沒有一個無線充電器在停車位，是充不了電的，而現(xiàn)在連布置充電樁都困難，所以現(xiàn)階段的無線充電只可能是社會上高端人群的稀有“玩具”。至于動態(tài)無線充電，目前看那只能是活在《賽博朋克2077》里的一個夢。所以無線充電在現(xiàn)階段來看，不管政策上扶持力度如何，真正做到落地時只能是一句美好的宣傳語。
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