IT|正经电动车，谁还插线充电
一贴 ， 一放 ， 潇洒转身 ， 充电开始 。相信许多体验过手机无线充电的人都对这套流程烂熟于心 ， 也都对这种轻巧便捷 ， 几乎无感的补能方式欲罢不能 。体验过无线充电的人 ， 就好像开过电动车的人一样 ， 再也回不去了 。不信问问自己 ， 还记得上一次给手机插线充电是什么时候吗？
想象一下 ， 如果有公司能把手机无线充电的功能 ， 平移到电动汽车上 ， 那会对现有电动车补能方式——公共桩、家充桩和换电 ， 产生多么明显的冲击 。
停好 ， 下车 ， 锁门 ， 开始充电 。一觉醒来 ， 满电出发 。这个场景下 ， 充电真的像蔚来李斌所说的那样 ， 比加油方便了 。那些擎等着国足踢进世界杯再买电动车的人 ， 看了都直呼后悔 。
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但疑惑随之而来 ， 这项强到可以直接让燃油车润进历史书的技术 ， 为什么直到今天 ， 仍然是少数派才能体验的尝鲜产品 ， 不能真正走入寻常百姓家的车位呢？
原因是 ， 现阶段的无线充电 ， 和想象中的美好 ， 一点关系也不搭 。
特斯拉的招 ， 骚断腰
回望历史 ， 无线充电（Wireless Charging）这项技术 ， 旷世奇才特斯拉（Nikola Tesla）早在 100 多年前就玩过了 ， 而且玩得比现在花俏多了 。
1901 年夏天 ， 这位因被爱迪生窃取直流发电机技术专利而郁郁不得志的科学家 ， 得到了美国资本巨鳄、“世界债主”约翰·皮尔庞特·摩根的垂青 。摩根判断之后世界的主流是无线通讯 ， 所以给了特斯拉 15 万美元和一大片空地 ， 供他研究无线电 。
有了钱和地的特斯拉 ， 很快就平地起了一座高 57 米 ， 顶端还放了个直径 20 米半球的巨塔 ， 这就是闻名于世的“沃登克里夫塔” 。
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沃登克里夫塔
天才特斯拉只花了一个月就鼓捣出了无线通讯的门道 ， 但他并没有马上报告老板 。原因是放着如此丰沃的资金、土地和巨塔不去实现自己的超级计划 ， 多少显得有点暴殄天物 。
这项超级计划就是：全球无线输电 。
无线输电和无线广播本质上是一样的 ， 都依赖于无线电波的发射和接收 。实验倘若成功 ， 地球上凡是以电作为能源的设备 ， 都可以无需携带电池 ， 随时进行无线传输充电 。电筒、吸尘器、收音机、手机、电动车等 。
这项技术如果成功 ， 意味着“宁王”还没降生就被提前宣判了死刑 。
很遗憾 ， 摩根不久后就发现了特斯拉不干正事的“小心思” ， 停止了对他的实验资助 。丢了金主的特斯拉 ， 还遭遇实验室突然起火的“水逆”事件 ， 研究资料被一把火烧了个精光 。
好在“无线输电”的思维模型被保留了下来：地球作为输电导体 ， 通过地面的特斯拉线圈 ， 交流电脉冲被输送到地面和电离层的谐振空腔中形成电磁共振 ， 电能在大气内不断传播 。地球上的任何一个地方 ， 只要有谐振电容天线 ， 就能接收到来自空中的交流电 。
四个大字省流版就是：电磁感应 。
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但 ， 看上去完美无瑕的无线输电存在两个明显的技术缺陷：第一 ， 电磁辐射 ， 这事你可以看看高压线旁楼盘的价格；第二 ， 传输效率 ， 电磁波传输中会向外扩散 ， 导致效率迅速下降 。如果设立一台 100 万瓦特的无线电能发射机 ， 必须一直向它注入 100 万瓦特的电力 ， 即便用电端的需求只是 10 瓦特 。
长距离、大功率无线输电损耗过大 ， 那我们不妨就从短距离、小功率开始 。现在几乎成为标配的手机无线充电 ， 就是靠在两个铁圈的感应范围内形成通路 ， 来实现短距离无线电能传输 ， 这项技术的官方名称叫“磁感应耦合技术” 。
这功率能有多小呢？按照去年 2 月 19 日工信部发布的《无线充电(电力传输)设备无线电管理暂行规定(征求意见稿)》中的规定是：不能超过 50 瓦 。
50 瓦在手机和电动牙刷上是够用了 ， 但对电动车来说 ， 实在是杯水车薪 。要知道 ， 电动汽车的慢充功率在 7 到 15 千瓦间 ， 充满一台车要 6 到 8 个小时 。50 瓦这点功率 ， 充电马肯定跑不起来 ， 电马模型还差不多 。
面对电动车上 ， 长距离、大功率无法实现 ， 短距离、小功率又没有应用价值的两难境地 ， 工程师们绞尽脑汁想出了一个折中的法子：短距离、大功率 。
曙光 ， 似乎就在前方 。
还得是科技公司
造电动车是汽车公司的事 ， 但解决无线充电的事 ， 还得靠科技公司 。
2013 年法兰克福车展前 ， 高通（Qualcomm）宣布将在 Formula E 电动方程式赛车锦标赛上率先应用 Halo 无线充电技术 。2 年后的第二赛季 ， 一台可无线充电的宝马 i8 安全车进入公众视野 ， 高调宣告着“颠覆电动车世界”的技术来了 。
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高通 Halo 无线充电套装由电源、发射面板、车载接收面板和控制器组成 ， 当中不通过任何线缆链接 ， 技术路线选择了大功率场景下适配度最高的磁场共振式 ， 即发送端能量遇到共振频率相同的接收端 ， 由共振效应传输电能 。
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磁场共振无线充电技术的最大亮点是对接精准度的要求没那么高 ， 发射面板与接收面板间允许一定的位置误差 ， 但这个误差不能太夸张 。同时 ， 在车辆入位与充电面板结合时 ， 手机 APP 会对车辆位置进行提醒 ， 停好后自动开启无线充电模式 ， 高度贴合自动驾驶场景 。
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这台宝马 i8 安全车的无线充电功率达到 7.2 千瓦 ， 是上一年实验室产品 3.6 千瓦的两倍 ， 可在 1 个小时内让 i8 满电复活 。同时 ， 高通把无线充电的效率拉升到了 90% ， 几乎和线缆充电效率打个平手 。
安全车驾驶员曾表示 ， 他最满意的地方是停好车就可以拍屁股走人 ， 不用在一天的辛苦工作后再去和脏兮兮的粗重电缆打交道 。
高通工程师曾透露 ， Halo 可以根据用户诉求来调整充电功率 ， 当时支持的范围是 6.6 千瓦到 20 千瓦 ， 这意味着充满 85 度电池包特斯拉 Model S P85 只要 4 小时 25 分钟 。
至于为什么选择宝马 i8 作为实验对象 ， 高通给出的理由很简单 ， 因为它是一台底盘离地间隙低的跑车 ， 与充电面板距离更近 ， 充电传输效率更高 。在第二代 Halo 上 ， 高通将无线充电的感应距离区间调整到了 15 毫米到 200 毫米 ， 这意味着跑车和 SUV 都能使用 。
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那么问题也来了 ， 底盘无法和充电面板零距离贴合 ， 总有间隙存在 ， 最大 200 毫米的空隙不容小觑 。倘若蜈蚣类的小动物爬进去 ， 或是一张随风而来的餐巾纸 ， 一个塑料袋 ， 一片孤叶被吹进去 ， 岂不是很快就烧起来了？
高通早就想到了这一点 ， 解决方法是加装一套异物侦测和生物体保护系统 ， 一旦充电途中出现上述现象 ， 会自动停止充电作业 ， 并即刻通过APP推送提醒车主 。
对于无线充电 ， 除了安全外 ， 人们还有另一个担忧：电磁辐射 ， 其中“电磁辐射会不会对我的身体造成伤害”是问得最多的 。
2016 年的高通给出的答案是 ， Halo 工作时的磁感应强度 ， 约为 100μT（微泰斯拉） ， 国际非电离辐射保护委员会（ICNIRP）组织给出的国际通用磁感应强度参考值为 200μT ， 手机通话时的磁感应强度为 220μT 。所以 ， 如果担心无线充电带来的电磁辐射 ， 那应该先把手机扔了 ， 能扔多远扔多远 。
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虽然从 2013 年开始 ， 无线充电就进入了人们的视野 ， 但直到今天具备无线充电功能量产车也极为有限 。2017 年 ， 奔驰为 S550e 混动轿车提供无线充电套装 ， 充电功率 3.6 千瓦 ， 不过这台车的电池容量也只有 8 度；2018 年 ， 宝马在 530e iPerformance 混动轿车上适配无线充电 ， 功率为 3.3 千瓦 ， 只有慢充桩的一半 ， 充满 9.2 度的电池 ， 也要 3 个小时 。
较为遗憾的是 ， 在 2019 年时 ， 高通将 Halo 部门整体出售给了初创公司 WiTricity ， 后者在今年 6 月得到了西门子公司 2500 万美元的投资 ， 目前交付的无线充电套装支持最高 11 千瓦的功率 ， 每小时可为电动车增加 56 公里续航 。
沃尔沃今年将无线充电的峰值功率推高到了40 千瓦 ， 速度堪比 50 千瓦直流快速充电桩 ， 比 11 千瓦的交流充电桩快四倍左右 ， 将 XC40 电池电量从 0 充至 100% 的时间大约是 100 分钟 。
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XC40 正在无线充电
投资了 WiTricity 公司的西门子认为到 2028 年 ， 欧洲和北美两个市场的无线充电规模将达到 20 亿美元 。WiTricity 则在调查中发现 ， 有无线充电的情况下 ， 消费者对电动车的购买意向从 35% 提高到 59% 。
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WiTricity 公司首席执行官 Alex Gruzen 将无线充电定义为一种用于日常充电 ， 而非公路旅行的特殊场景技术 ， 这个定义精准地展现了无线充电的高度局限性 ， 但自觉失语的他很快又找补了一句：
最终 ， 你会感觉拥有了一辆无限里程的汽车 。除了开车、停车 ， 没有额外的工作需要做 。
中国人买账吗？
从全球范围看 ， 无线充电似乎是一门稳赚不赔的朝阳产业：资本面青睐 ， 消费面向好 ， 技术面重视 ， 环保面支持 ， 除了稍微贵点（后装价格 3500 美元左右） ， 没什么大瑕疵 。
但 ， 过去没火的无线充电 ， 未来能不能火 ， 还得看中国市场脸色 。
发动机技术是靠欧洲人、美国人买账进步的 ， 那电动车技术进步背后最大的金元宿主 ， 毫无疑问是中国人 。
我们来看两个案例 。
第一个是上汽智己 ， 它旗下的 L7 自称是首款支持大功率无线充电的量产车型 ， 最高功率 11 千瓦 ， 最高效率 90% 以上 。
想使用智己无线充电 ， 需要三个条件：第一 ， 有室内固定车位（地下或雨棚）；第二 ， 征得物业同意；第三 ， 安装 380V 三相电表 。
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除这三个硬性条件外 ， 还要付出一笔不菲的费用：6000 元的车端智能无线充电模组 ， 18999 元的无线充电桩 ， 抵扣 7 千瓦家充桩后的价格为 12000 元 ， 合计 18000 元 。
一位等待提车的智己 L7 用户告诉虎嗅 ， 他个人对无线充电非常感兴趣 ， 当时也被这个点强烈吸引 。“问题是我老婆还没同意” ， 这位用户表示 ， “她总觉得有辐射 ， 对生三胎不好 。”
另一个是华为 。
都说世界电动车看中国 ， 中国电动车看华为 。在无线充电上 ， 去年 5 月 25 日 ， 华为公开了“一种无线充电车位泊车推荐方法及系统”专利 ， 简单来说是将停车场自动泊车与无线充电进行功能匹配 ， 实现无感自动停入无线充电车位 。
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相比智己 L7 针对家用场景 ， 华为的解决方案扩大了无线充电技术应用的场景外延 。但难题也不少 ， 比如随着华为加持的车企越来越多 ， 问界、极狐、阿维塔、埃安 ， 是否能通过后装享受该技术；再比如其它品牌具备该功能的车型 ， 能否享受华为服务 ， 万一充电的时候烧起来了 ， 责任又该如何划分……
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虽然艰难 ， 但中国汽车公司普遍认为无线充电是一条正确的道路 。截至目前 ， 一汽、长安、吉利、上汽、北汽、广汽、比亚迪等 ， 都对无线充电进行了技术布局 。
《新能源汽车产业发展规划（2021～2035年）》也在“加快充换电基础设施建设”内容中重点提及 ， 加强智能有序充电、大功率充电、无线充电等新型充电技术研发 。
看起来 ， 中国人不仅买账无线充电 ， 还要大买特买 。
写在最后
续航不足是电动车的最大痛点 ， 在电池技术突飞猛进前 ， 人们只能将希望寄托于尽可能完善的补能方式上 ， 毕竟燃油车日行千里 ， 星罗棋布的加油站功不可没 。
在现有补能方式里 ， 速度最快 ， 效率最高的是换电 。缺点是不同汽车品牌电池不通用、换电站需要储备大量电池、建设维护成本高、单次补能费用高；
速度和效率相对平衡的是有线充电 ， 缺点是频繁插拔易造成电缆磨损老化 ， 线路破损带来漏电等安全隐患 ， 对恶劣天气的适应性有待提高；
无线充电占地面积小、操作方便、机械连接少、损坏率低 ， 沉浸式补能 。显型缺点是前置成本高 ， 充电效率低 。隐型缺点是公众对电磁辐射的疑虑 ， 从bp机时代就开始了 ， 直到今日也未见改观 。
当然 ， 现在的无线充电还处于最初级的静态阶段 ， 技术的尽头是动态无线充电 ， 边开边充 ， 只要人不停 ， 电动车永远有电 ， 解决续航焦虑 ， 一把干掉燃油车 。
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到那时 ， 或许电动车才能成为一台正儿八经的交通工具 。
参考资料：
《为什么无线充电对电动汽车很重要》 ， 汽车商业评论
【IT|正经电动车，谁还插线充电】《电动汽车无线充电技术研究综述》 ， 电工技术学报
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