如果您是電動(dòng)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(fèi)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(shí)您是不是特別希望身邊的電動(dòng)汽車也能像手機(jī)一樣無線充電，那無線充電到底離我們有多遠(yuǎn)呢?是噱頭還是未來?
無線充電對我們來說一點(diǎn)也不陌生，電動(dòng)牙刷的標(biāo)配，手機(jī)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(dòng)汽車和無線充電兩個(gè)關(guān)鍵詞，會(huì)驚訝的發(fā)現(xiàn)市面上居然已經(jīng)有諸多車型支持這項(xiàng)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(diǎn);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(yù)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)正式實(shí)施。2020年上半年，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布了《電動(dòng)汽車無線充電系統(tǒng)》等4項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范了電動(dòng)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(dòng)汽車無線充電的重要通用標(biāo)準(zhǔn)體系，并于同年11月1日正式實(shí)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(diǎn)名“無線充電”，提出要“加強(qiáng)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(dòng)車的充電問題涉及到電池管理系統(tǒng)(BMS)，BMS可以看做整個(gè)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(jì)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(jìn)行數(shù)千次充電/放電循環(huán)。
無線BMS的優(yōu)點(diǎn)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(dòng)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(fù)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(fèi)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(shí)間延遲，這使得在整個(gè)電池控制系統(tǒng)中進(jìn)行時(shí)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(jìn)可以延長電池的使用壽命和使用壽命。
無線BMS的缺點(diǎn)是什么?
汽車本身甚至周圍的場景可能會(huì)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(yùn)行，但仍然必須對整個(gè)電池管理系統(tǒng)進(jìn)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(diǎn)便是效率低，因?yàn)橐?jīng)過電磁場磁能轉(zhuǎn)換，因此效率值最高只能到80%，同時(shí)還要伴隨漏磁的問題。至于動(dòng)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(dòng)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(jìn)行比較。以國內(nèi)當(dāng)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(fèi)”;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(dòng)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(gè)小時(shí)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(bǔ)電;而無線充電電時(shí)間與充電功率相關(guān)，即使?jié)M功率充電，舉例70kWh動(dòng)力電池，22kW功率需要3小時(shí)充滿。而汽車又有靜態(tài)無線充電和動(dòng)態(tài)無線充電兩種模式，在動(dòng)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(huì)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(dāng)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(gè)人觀點(diǎn)：無線充電是個(gè)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(dòng)態(tài)即開即充;損壞率低，因?yàn)闄C(jī)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(gè)折扣)、需要專門的充電系統(tǒng)，復(fù)雜而且增加負(fù)擔(dān)，容量增加的同時(shí)成本也會(huì)大幅度增加。
所以在現(xiàn)實(shí)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(jī)場等固定線路，固定的車輛和固定的?？奎c(diǎn)的場景中。但在大量的家用電動(dòng)車上很難推廣，車都開了插個(gè)充電頭不是重要的痛點(diǎn)。最關(guān)鍵的是無線充電不是停車就可以充電，沒有一個(gè)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(huì)上高端人群的稀有“玩具”。至于動(dòng)態(tài)無線充電，目前看那只能是活在《賽博朋克2077》里的一個(gè)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(shí)只能是一句美好的宣傳語。
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