離我們還有多遠？

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也悄然間進入了我們的生活——無線充電技術。

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行實地試驗，成功點亮了25英里（約40公里）外的200盞電燈。據報道，當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，但卻不失為無線電能傳輸研究的創舉。

一個多世紀過去了，無線電能傳輸（無線充電）的研究迎來了新的源動力，它已經不僅僅滿足于應用在電動牙刷、遙控器、智能手機上，而是轉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究竟是怎么運轉的？

無線充電的原理其實很簡單，在發射端將電能轉換成電磁波并發射出去，接收端接受到電磁波之后，再將其轉換成電能，如此充電便完成了。無線充電技術共有三種充電方式：電磁感應式、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掉，而沒有被應用于電動汽車的無線充電實現方式上。

電磁感應式

電磁感應模式是使用兩個互感線圈進行無線充電。當輸入端線圈中的電流發生變化時，輸出端線圈的磁場即會隨之發生改變，從而產生感應電流，將能量從輸入端轉換到輸出端。使用電磁感應的原理進行無線充電，但這種方式要求兩個設備的距離必須很近，并且只能一對一進行充電，充電時必須對準線圈。不過，這種方式的能量轉換率高，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行無線充電，原理與聲波共振類似，只要兩個介質具有相同的共振頻率，就能夠傳遞能量。這種方式的優點是傳輸功率較大，能夠達到幾千瓦，可以同時對多個設備進行充電，不要求兩個設備之間線圈對應；缺點就是損耗很高，距離越遠，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行保護。

眾望所歸但心有疑慮

安全嗎？

無線充電技術不管是采用電磁感應式還是磁場共振式，都是發射能量和接受能量的過程，因此，就像人們對手機天線桿或是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物件都是非磁性的。這項技術最先是在凈水器中運用，發展至今已經近10年了，安全性已經得到了36個國家的驗證，不會對人體和環境帶來危害。

同時，電動汽車無線充電系統，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，無線充電設備本身比普通充電器更“聰明”，電源接口能自動對應，需要充電時，發射器和接收芯片會同時自動開始工作，充滿電時，兩方就會自動關閉，如此避免了不必要的能耗。

成本高！

成本與普及之間永遠存在著典型的“雞與蛋”的問題，尤其目前的無線充電設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，維修費用也高。

另外，根據沃爾沃充電設備的實驗數據顯示，目前磁場共振方式中能量轉換率還是很低的，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，當多輛電動車同時充電時，對于供電系統的負荷也將大大增加。

無線充電技術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，它的出現也成為了低碳經濟的代表，成為環保新生活的風向標。我國對電動汽車的發展十分重視，近幾年，政府相繼出臺相關政策為新能源汽車的發展給予支持和鼓勵。2013年，政府對純電動汽車最高補貼為6萬元，插電式混合動力最高補貼為3.5萬元。2014年，國家發改委發布《關于電動汽車用電價格政策有關問題的通知》，居民家庭住宅、住宅小區等充電設施用電，執行居民電價。

另外，充電設施的建設作為電動汽車大規模推廣應用的重要前提和基礎，在未來的政府工作中將得到進一步的推廣。

以北京地區為例，為進一步推廣電動汽車，北京市發改委副主任高朋表示，北京已結合不同領域車輛的用電需求，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數量比例約為1.6：1，充電設施建設水平及規模居內地前列。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，實現北京市六環內公用充電設施平均服務半徑5公里的建設目標。

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，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、京藏高速率先實現京津冀充電服務一體化突破。

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施將具有巨大的環保意義。