離我們還有多遠(yuǎn)？

王杰婷

一股智能化的浪潮正向我們襲來，“無線”一詞充斥在我們生活中的各個角落，人們越來越離不開“無線”（Wi-Fi）。然而另一項無線技術(shù)也悄然間進(jìn)入了我們的生活——無線充電技術(shù)。

1901年，與托馬斯愛迪生齊名的美國塞爾維亞裔電氣工程師、物理學(xué)家尼古拉·特斯拉獲得金融家約翰·皮爾蓬·摩根的資助，在紐約長島建立了187英尺（約57米）高的無線電能傳輸塔——沃登克里夫塔。在這之前，特斯拉曾在科羅拉多州進(jìn)行實(shí)地試驗(yàn)，成功點(diǎn)亮了25英里（約40公里）外的200盞電燈。據(jù)報道，當(dāng)時的目擊者看到在雙腳和地面間跳躍的電火花，在打開水龍頭時，也有電流隨著水流流出。雖然此項目以失敗告終，特斯拉本人也因此破產(chǎn)，但卻不失為無線電能傳輸研究的創(chuàng)舉。

一個多世紀(jì)過去了，無線電能傳輸（無線充電）的研究迎來了新的源動力，它已經(jīng)不僅僅滿足于應(yīng)用在電動牙刷、遙控器、智能手機(jī)上，而是轉(zhuǎn)向人們生活中不可或缺的交通工具——電動汽車。

電動汽車無線充電系統(tǒng)究竟是怎么運(yùn)轉(zhuǎn)的？

無線充電的原理其實(shí)很簡單，在發(fā)射端將電能轉(zhuǎn)換成電磁波并發(fā)射出去，接收端接受到電磁波之后，再將其轉(zhuǎn)換成電能，如此充電便完成了。無線充電技術(shù)共有三種充電方式：電磁感應(yīng)式、無線電波式以及磁場共振式三種方式，其中電動汽車常用的充電方式為電磁感應(yīng)式和磁場共振式。無線電波式因傳輸功率非常小，且功率很低，大部分的能量會以無線電波的形式被浪費(fèi)掉，而沒有被應(yīng)用于電動汽車的無線充電實(shí)現(xiàn)方式上。

電磁感應(yīng)式

電磁感應(yīng)模式是使用兩個互感線圈進(jìn)行無線充電。當(dāng)輸入端線圈中的電流發(fā)生變化時，輸出端線圈的磁場即會隨之發(fā)生改變，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，將能量從輸入端轉(zhuǎn)換到輸出端。使用電磁感應(yīng)的原理進(jìn)行無線充電，但這種方式要求兩個設(shè)備的距離必須很近，并且只能一對一進(jìn)行充電，充電時必須對準(zhǔn)線圈。不過，這種方式的能量轉(zhuǎn)換率高，傳輸功率范圍較大，能從幾瓦到幾百瓦。

磁場共振式

磁場共振式是通過電磁共振的方式進(jìn)行無線充電，原理與聲波共振類似，只要兩個介質(zhì)具有相同的共振頻率，就能夠傳遞能量。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是傳輸功率較大，能夠達(dá)到幾千瓦，可以同時對多個設(shè)備進(jìn)行充電，不要求兩個設(shè)備之間線圈對應(yīng)；缺點(diǎn)就是損耗很高，距離越遠(yuǎn)，傳輸功率越大，損耗也就越大，最麻煩的是必須對使用的頻段進(jìn)行保護(hù)。

眾望所歸但心有疑慮

安全嗎？

無線充電技術(shù)不管是采用電磁感應(yīng)式還是磁場共振式，都是發(fā)射能量和接受能量的過程，因此，就像人們對手機(jī)天線桿或是Wi-Fi無線信號是否有干擾核輻射等作用一樣，對于電動汽車的無線充電技術(shù)人們也有此類疑問。

無線充電是通過磁場輸送能量，但人類以及人類身邊的絕大多數(shù)物件都是非磁性的。這項技術(shù)最先是在凈水器中運(yùn)用，發(fā)展至今已經(jīng)近10年了，安全性已經(jīng)得到了36個國家的驗(yàn)證，不會對人體和環(huán)境帶來危害。

同時，電動汽車無線充電系統(tǒng)，沒有了外露的連接器，漏電、跑電等安全隱患都徹底避免了。

另外，無線充電設(shè)備本身比普通充電器更“聰明”，電源接口能自動對應(yīng)，需要充電時，發(fā)射器和接收芯片會同時自動開始工作，充滿電時，兩方就會自動關(guān)閉，如此避免了不必要的能耗。

成本高！

成本與普及之間永遠(yuǎn)存在著典型的“雞與蛋”的問題，尤其目前的無線充電設(shè)備為了保證傳輸效率，所采用的線圈尺寸均較大，成本均較高，維修費(fèi)用也高。

另外，根據(jù)沃爾沃充電設(shè)備的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，目前磁場共振方式中能量轉(zhuǎn)換率還是很低的，用電成本也會隨之增加。同時，能量的損耗會隨著傳輸功率和傳輸距離的增加而增加，當(dāng)多輛電動車同時充電時，對于供電系統(tǒng)的負(fù)荷也將大大增加。

無線充電技術(shù)讓電動汽車跑得更快

電動汽車作為新能源汽車的主要類型，它的出現(xiàn)也成為了低碳經(jīng)濟(jì)的代表，成為環(huán)保新生活的風(fēng)向標(biāo)。我國對電動汽車的發(fā)展十分重視，近幾年，政府相繼出臺相關(guān)政策為新能源汽車的發(fā)展給予支持和鼓勵。2013年，政府對純電動汽車最高補(bǔ)貼為6萬元，插電式混合動力最高補(bǔ)貼為3.5萬元。2014年，國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于電動汽車用電價格政策有關(guān)問題的通知》，居民家庭住宅、住宅小區(qū)等充電設(shè)施用電，執(zhí)行居民電價。

另外，充電設(shè)施的建設(shè)作為電動汽車大規(guī)模推廣應(yīng)用的重要前提和基礎(chǔ)，在未來的政府工作中將得到進(jìn)一步的推廣。

以北京地區(qū)為例，為進(jìn)一步推廣電動汽車，北京市發(fā)改委副主任高朋表示，北京已結(jié)合不同領(lǐng)域車輛的用電需求，累計建成約7500根充電樁及5座換電場站，車輛推廣與充電樁建設(shè)數(shù)量比例約為1.6：1，充電設(shè)施建設(shè)水平及規(guī)模居內(nèi)地前列。2015年，北京將緩解停車資源緊張而造成的充電難題，計劃新建充電樁2000根，實(shí)現(xiàn)北京市六環(huán)內(nèi)公用充電設(shè)施平均服務(wù)半徑5公里的建設(shè)目標(biāo)。

同時，為鼓勵公眾使用純電汽車，北京電動汽車可以輕易獲得小客車購買指標(biāo)，且上路不受尾號限行影響。

目前，北京正積極同天津、河北溝通對接，力爭在京哈高速、京港澳高速、京藏高速率先實(shí)現(xiàn)京津冀充電服務(wù)一體化突破。

城市必須在解決污染性排放問題上率先做出行動，其中一個重要的方面是使用碳排放低的電動汽車。因此在大城市配備便利與廣泛的無線充電設(shè)施將具有巨大的環(huán)保意義。