无线充电技术对电动汽车的现实应用正日益接近 - 彭博社

一家总部位于布鲁克林的Hevo公司制造的无线电动汽车充电器。

Hevo提供

今年的一些最猛烈的天气袭击了美国中西部和大平原地区，星期四，席卷了整个地区，带来了连树木都被吹倒的飓风级大风和冰雹。

最高的风速报告来自南达科他州，那里的阵风达到每小时107英里（172公里），美国天气预测中心的预报员安德鲁·奥里森说。至少记录了55起风速达到每小时75英里或更高的报告，这是自2004年以来第二多的。气象学家还确认该系统引发了一场风暴——一波迅速移动的雷暴和风，可能造成巨大破坏。

不久的将来，插电汽车可能不再需要插头。电动汽车驾驶员只需在需要充电时驶入专用停车位，等待仪表盘上的灯亮起，然后下车继续他们的一天。

这就是无线电动汽车充电的承诺，一种电子的感应传输，将消除所有那些讨厌的电缆。多家初创公司已经花费多年时间努力实现无线充电成为主流，随着电动汽车的普及，推动力正在增强，使这一梦想成为现实。公司正在围绕标准化技术汇聚，汽车制造商正在进行无线实验，市政当局正在制定用例。甚至特斯拉公司也表现出兴趣。

但仍然存在重大障碍，其中主要问题包括充电速度慢，以及建造充电站和吸引更多汽车制造商参与所需的资金和兴趣。虽然在纸上充电无需电缆听起来很棒，但这项技术面临着与影响公共插座推出的悖论相同的问题：更强烈的消费者需求可能会促使汽车公司采用无线充电，但电动汽车需求的增长在一定程度上受到对公共充电的焦虑的阻碍。

“如果我是一家汽车制造商，我可能会因为目前没有无线充电器而不愿意将其安装在车辆上，”美国能源部车辆技术办公室电气化研发项目经理迈克尔·韦斯米勒（Michael Weismiller）说道。“你真的必须看到基础设施和车辆同时部署，才能最终让这项技术有意义。”

由WiTricity Corp.制造的无线充电器为一辆福特野马Mach-E充电。WiTricity提供无线，或感应式，电动汽车充电通过使用磁共振和充电垫来产生传输电力的场。当汽车下方的接收线圈与充电垫上的线圈对齐时，接收器捕获能量并将其输送到汽车的电池中。这项技术类似于无线手机充电，也需要一个接收器和对齐的线圈；但电动汽车系统可以在多达10英寸（250毫米）的距离内工作。

然而，速度是一个问题。大多数无线充电器与家用Level 2充电器（您在家中使用的那种）相当，而不是许多公共充电站提供的直流快速充电器。电动汽车还需要考虑无线充电的设计。Wood Mackenzie的分析师阿迈亚·卡登纳维斯（Amaiya Khardenavis）表示，虽然可以对电动汽车进行改装，但在实践中可能会使车辆的电池保修失效。

对于汽车制造商来说，启用无线充电仍然很难被证明是合理的：它很昂贵，而且目前还没有充电站，使其成为吸引汽车买家的有力优势。总部位于马萨诸塞州的WiTricity Corp.的首席执行官Alex Gruzen表示，他公司的无线充电功能将使汽车制造商每辆车的成本增加几百美元，消费者至少需要支付2500美元起步 —— 他认为这两个数字在未来五年内会下降。

这些障碍意味着，至少目前来看，无线电动汽车充电主要存在于试点项目中。中国和韩国的一些汽车制造商正在对新的乘用车测试这项技术，但许多无线充电试点项目都是针对商用车辆的，这些车辆往往有固定的路线，并且可以在固定的停车位上夜间充电。

“你可以在整天的特定路线上部署充电器，”电动汽车分析公司EVAdoption的创始人兼首席执行官Loren McDonald说。

今年夏天，WiTricity计划在E-Z-GO和ICON EV高尔夫球车和轻型车上推出其Halo无线系统，之前已经在像Ford的野马Mach-E这样的改装车辆上展示了这项技术。该公司的投资者包括三菱商事和西门子公司，WiTricity与韩国KG Mobility合作展示无线充电技术。WiTricity表示，使用其技术，乘用车每小时可获得35英里的充电。

“充电仍然是电动汽车买家担心的重要问题之一，我们让它成为背景中自然发生的事情，” Gruzen说。

在洛杉矶县，羚羊谷交通管理局使用Wave Charging制造的感应系统来为其电动公交车队提供动力。根据AVTA营销总监詹姆斯·罗亚尔的说法，该机构拥有15个Wave无线充电站 —— 一个位于办公室，另外14个分布在巴士路线上。Wave的销售和营销副总裁本杰明·奥斯兰德表示，仅使用250千瓦的充电器充电5分钟就可以增加平均10英里的续航里程。“这使得公交车可以在一天中保持运营而不必返回车场，”他说。Wave在北美部署了50多个充电垫，并获得了美国能源部的资助，用于研发一款500千瓦的卡车快速充电器。

印第安纳波利斯也在为其由中国电动汽车巨头BYD Co制造的电动公交车使用无线充电。2019年，该市与宾夕法尼亚州的充电初创公司InductEV（当时称为Momentum Dynamics Corp.）合作

总部位于布鲁克林的无线充电初创公司Hevo Inc.正在与美国能源部的奥克里奇国家实验室和Stellantis NV合作，在去年完成与Level 2无线充电器的演示后，试用该汽车制造商克莱斯勒Pacifica混合动力车的50千瓦无线系统。Hevo还在与奥克里奇合作开发一款300千瓦的无线快速充电器，公司首席执行官杰里米·麦库尔表示。

也许是对乘用车无线充电潜力最关键的信号，特斯拉设计总监弗兰茨·冯·霍尔茨豪森在12月确认，该公司正在研发自己的无线充电技术。冯·霍尔茨豪森表示：“我们正在研究感应充电，所以在那一点上你甚至不需要插什么东西 — 只需把车开进车库，开到充电垫上，它就在充电了。”在YouTube系列节目“杰伦诺的车库”中说道。

特斯拉的信心投票也激发了其他汽车制造商的兴趣。麦库尔表示：“这是一个重大的警示。在这之前，无线充电仍被视为边缘技术。现在它成为了一个热门技术。”

标准化也有助于推动采用。2022年，国际SAE工程师和技术运输专家协会完成了轻型车辆固定无线充电的第一个标准，这个类别包括乘用车。该标准涵盖了从安全充电速度（高达11千瓦）到互操作性和性能的所有内容。

“这意味着……公寓楼的充电桩可以建造，”格鲁森说。“这意味着停车场、街边停车都可以采用专门从事这类公共基础设施的公司的无线充电。而汽车制造商可以专注于制造兼容的汽车。”

工程师协会也发布了指导方针，尽管还不是最终标准，用于重型车辆以高达500千瓦的速度进行无线充电。美国能源部已经达成协议，在犹他州的UPS路线和几家沃尔玛门店进行技术演示。Weismiller表示：“最终决定权在卡车制造商和汽车制造商手中，他们必须弄清楚这对他们是否有意义。”

WiTricity最近在拉斯维加斯消费电子展上推出了一款面向高尔夫球车和低速车辆的无线充电产品。WiTricity提供目前，绝大多数投资仍然流向传统的电动汽车充电桩，尽管美国联邦和州议员正在推动拨款扩大无线充电。根据美国能源部的数据，美国现在拥有超过9,000个公共快速充电站和超过53,000个二级充电站。随着各州开始使用500亿美元的联邦资金，预计会有更多充电站投入使用。

但专家表示，未来汽车技术的发展，特别是自动驾驶技术，可能会加强无线充电的论点。工程师协会目前正在制定一种标准方法，用于将电动汽车与充电垫对齐，这在汽车开始自行驾驶和停车时将变得尤为关键。

在一个充电垫上给电动汽车充电并不是充电的最终前沿。SAE计划更新其轻型车辆标准，包括双向充电，这使得汽车可以向电网供电。Gruzen表示，WiTricity的下一代无线充电组件将支持双向充电；他预计将在今年晚些时候开始向汽车制造商销售这些组件。

SAE还在制定技术指南，用于所谓的“动态感应充电” — 即在车辆行驶时无需插头充电。这项技术可能会将街道本身变成充电垫，但目前仍处于起步阶段。以色列公司Electreon在底特律的一段四分之一英里长的道路上测试了动态充电。本月早些时候，Stellantis表示，其计划于2028年投产的Chrysler Halcyon概念电动汽车将配备动态无线充电功能。