电动汽车 2020 年或将实现无线充电的大规模商业应用
Large Scale Commercial Application of Wireless Charging for Electric Vehicles May be Realized in 2020
未来已来，电动汽车 2020 年或将实现无线充电的大规模商业应用
基于磁耦合谐振式的无线电能传输技术新西兰奥克兰大学 Boys 教授带领的无线电能团队自上世纪 90 年代便开始研究电磁感应式非接触能量传输（inductive power transfer ，IPT） 技术，并且全面深入地进行了研究与推广。该团队的 Hub A P 博士在 2001 年完成无线电能传输领域的第一篇博士论文，深入研究了 IPT 原理、电磁耦合机构设计、功率控制等方面。在工程应用领域已成功应用于单轨行车、有轨电车以及电动汽车无线充电等。
美国麻省理工学院 Marin Soljacic 教授领导的研究团队于 2007 年提出了四线圈结构的磁耦合谐振式无线电能传输技术，实现了在 2m 范围内传输 60W 的功率装置，效率40%。
美国高通公司在 2015 年国际汽联电动方程式锦标赛上发布了其 Halo 电动汽车无线充电系统，最大充电功率为 7.2kW，系统效率在 90% 上。为了获得更大的耦合系数，高通 Halo 无线充电系统的发射线圈采用方形圆角的结构。为了保证充电过程中的安全，高通公司特意为 Halo系统开发了一套异物侦测和生物体保护系统，并在宝马 I8 汽车上进行了装车实验。
2016 年 6 月，美国汽车工程师学会 （Society of Automotive Engineers，简称 SAE） 颁 布 了 电 动 汽 车 无 线 充 电 标 准 SAE J2954， 规 定 通 用 频 段 为 85kHz(81.39-90kHz)，并且按照功率等级将无线充电分为四个等级: 3.7kW(WPT1)、7.7kW(WPT2)、11kW(WPT3)和22kW(WPT4) ，目标是2020年实现无线充电的大规模商业应用。
日本东京大学的 Takao Someya 教授带领的研究小组利用印刷塑性 MEMS 研究 IPT 技术。在发射与接收线圈紧密 （100μm） 贴合的情况下最大传输功率为 40.5W，效率高达 81.4%。日本崇城大学的 Sakamoto H 及 Kumamoto Institute of Technology 的 Harada K 教授从上世纪 90 年代就开始研究 IPT 技术在电动汽车无线充电方面的应用。
韩国科学技术院（Korea Advanced Institute of Science and Technology，KAIST）In-Soo Suh 教授领导的研发团队致力于 OLEV 的研发，OLEV 即 on-Line Electric Vehicle 的简称，即在线电动车，可以实现动态充电。在公路下方铺设发射装置，电动汽车可以实现边行驶边充电，降低动力电池容量，减小汽车重量，提高能源的利用率。截止到 2015 年，韩国计划将再推广 10 辆 OLEV，同时也会根据实际情况延长道路。目前来看即使对 5-15% 的路面改造埋设电缆，工程量仍然不小。
随着国外对 IPT 技术的研究深入，国内越来越多的高校开始研究无线电能传输技术并取得一定成果。天津工业大学、重庆大学、哈尔滨工业大学、中科院电工研究所以及清华大学等均在不同应用领域对 IPT 技术进行了深入研究。
天津工业大学杨庆新教授带领的课题组对无线电能传输进行了多方面的研究。从理论上分析了无线电能传输的条件，研究了系统有效传输距离以及影响系统传输距离远近的因素。通过引入漏感，研究了系统损耗影响因素，建立了 T 型二端口电路等效模型。
重庆大学以孙跃教授为领导的研究团队自 2002 年开始对无线电能传输技术研究，在其能量传输原理、高频谐振软开关、功率传输稳定性等领域进行了深入研究。与国内某电网企业合作，联合研发数十千瓦的电动汽车无线充电系统。
可以实现定点式充电以及在线式实时充电。在线式无线充电采用多级供电轨道级联模式，传输距离 40cm，最大输出功率为 30kW，行驶过程中充电效率为 75%~80%。
哈尔滨工业大学以朱春波教授为领导的研发团队从 2007 年开始研究无线电能传输技术，对磁耦合谐振式无线电能传输系统进行损耗分析以及驱动电路软开关特性研究。在电磁机构设计方面研究了平板线圈结构以及中继线圈结构的传输特性。对能量和信息在原副边线圈同步传输技术进行了研究。
东南大学黄学良教授带领的研发团队对电动汽车无线充电技术进行了深入研究，并就其与电网交互技术进行了研究，充分发挥其对电网“削峰填谷”的作用。研究了能量传输效率与线圈互感系数、谐振频率、线圈内阻等因素的关系。
除了高等院校对无线电能传输技术展开了研究外，国内许多企业也对无线电能传输技术开展了研究。中兴新能源汽车有限公司是国内最早将无线电能传输技术商业化的企业之一，目前已经成功搭建了九条运行无线充电线路，可以提供 3.3kW~60kW 充电功率，充电效率达到 91%，整体效率不低于 86%。
2016 年 3 月在广州国际新能源汽车充电桩博览会上，中惠创智无线供电技术有限公司在国内首次实车展示新能源汽车无线充电桩。厦门新页科技有限公司自 2014 年开始致力于无线充电技术的研究，2017 年厦门国际投资贸易洽谈会，成功展示 30kW 电动汽车无线智能快充充电桩。国内无线充电的商业化应用和标准制定也在紧锣密鼓地推进中，2018 年发布电动汽车无线充电标准，内容将包括系统效率、工作频段、工作气隙、原边设备、副边设备、系统功能、通信要求、防护要求以及测试要求等。