全面解析车用无线充电技术

十月九日，世界电动方程式锦标赛在万众期待中拉开新一赛季的帷幕，伴随着F1 2016赛季的即将结束，FE可以是做为赛车迷的你的又一个精神寄托。只要是赛场，总能有一股奇怪的力量让人热血沸腾，激情澎湃，以致我差点写跑题了，言归正传，这次在Formula E揭幕战上，我们不仅观看到了一场别开生面的赛车运动，也了解到了Qualcomm Halo无线充电技术。

在手机、电动牙刷等小家电领域，这项技术已经较为成熟并被消费者普遍所认可，而在电动车领域，无线充电技术也在悄然兴起。当你把车停在车位完毕后，通过无线充电设备，你的爱车将开始充电，无需更多繁琐的操作；或者再远一点的将来，你的电动车在行车途中持续为车充电，从另一个角度解决电动车续航里程短的硬伤，听起来还不错吧？当然许多人心中对此一定也不乏疑问和顾虑，那么就由这篇文章带你了解下关于车用领域的无线充电技术吧！

非常值得一提的是这些工作车都采用了Qualcomm Halo无线充电（WEVC）技术，利用地面充电板和车载充电板之间进行传输能量。

安全车的作用是在赛场上出现意外情况的时候将带领场上的赛车直到影响赛车比赛的因素全部处理好，所以安全车和医疗车引导车这些工作车辆需要最快的反应速度出动进入跑道进入它们的工作状态，对赛场突发事件等能进行及时的处理，并且安全车必须时刻保证有足够的电量，最好出去回来随时都能充电，以免赛场上需要安全车带好几圈的时候电池电量不足，那就很尴尬了。

既要有最快的出动反应，又要随来随充保证有足够的电量，无线充电看来是个不错的选择。

无线充电在电动车领域仍不普及，对于比较陌生的技术，大家除了抱有很大期待，一定也抱着很大的好奇，为什么无线也能充电呢？今天我们就来讲讲无线充电技术到底是怎么实现的吧！

●电磁感应无线充电技术

磁共振感应无线充电技术源于电磁感应原理。说以这里我们先说一下电磁感应原理。话说在1819年某一天，丹麦的一位科学家厄斯特观察到一个神奇的现象，如果一段导线通有电流，那么在导线周围会产生磁场，可以使指南针偏转。如果将导线绕成线圈，那么磁场就更强更集中。

再此基础上，法拉第发现了电磁感应。若把一块磁铁靠近没有电流的线圈，线圈上会产生感应电流，也被称为电磁感应，但也只有在外加磁场有所变化的情况下才能产生感应电流，也就是磁铁需要不停地上下做往复运动，如果外加磁场一直保持不动的话便不会产生感应电流。

于是利用以上这些现象，我们就可以实现无线充电，也就是我们所说的电磁感应式无线充电技术。

由于家用充电产生的是交流电，可以使电流方向不断变化，所以导致外加磁场也在不断变化着。

电磁感应无线充电工作流程如上图，发送端传送电力，接收端要控制负载并提供信号给发送端，避免保证传输正常。

但电磁感应式这种技术的无线充电略有弊端，就是它对线圈耦合非常严格，会在无线充电设备离充电座较远的时候，其传输效率和功率会急剧下降，而大部分的无线充电设备需要贴着充电底座的时候才能充电，所以这种技术的无线充电的时候只能在非常近距离使用。

●磁共振式无线充电

为了实现无线充电的距离更长，使用上更方便的愿望，于是后来便有了磁共振式无线充电技术出现。

上面也有提到过，磁共振感应无线充电技术源于电磁感应原理。磁共振式无线充电是美国MIT的Soljacic教授领导的研究小组在 2007 年提出的突破性技术。这个无线充电技术需要有一个来源谐振器，它可以产生磁场，当来源谐振器与接收谐振器达到特定的频率，这时双方形成磁场共振现象，并以此实现能量传输的目的。

好比调音工具音叉，音叉在被敲击振动并发出声音的时候会持续一段时间，同样谐振电路短暂通电的时候也会产生维持一段时间的讯号。

如上文所说，音叉的共振特质使得在它振动发声的同时，在它附近有与它一样发声频率的音叉也会同时振动起来，即使另一只音叉没有受到敲击。音叉的振动说明能量传递的实现。

与电磁感应式无线充电相比，电磁共振式无线充电可显著提高能量的有效耦合及传输效率。磁共振无线充电技术相比于电磁感应式无线充电的一些优点： 如底座和车上能量接收器间错位的敏感度小；利用共振模式对频率要求的严格性，可通过合理设置频率，向指定电器供电，提高安全性。

2Formula E赛场上的无线充电技术回顶部

●电动方程式锦标赛上的无线充电

在人潮汹涌的formula E的p房里，我们看到安全车停放的地方，并体验了一下无线充电，当然不是我开车，我就后座上看着，挺简单的一个过程，就是边倒车边看着手机上的提示就行了。但是p房我拍照这会的人比较多，大概情况就是：人人人人人人人人车人人人人人人人人，实拍的图片没什么好欣赏，就当看个新鲜吧（人不多的时候我也混不进去，毕竟FIA的赛事管理还是挺严的，有规定的开放时间。主编：别再为你拍渣图找借口了……）。

值得介绍的一下的是能量发射底座，据Qualcomm Europe Inc.技术副总裁介绍，这个底座只是看起来比较大，实际上线圈只占了整个板的一部分（约是图中黄线部分）。

当然这些消息都会通过app通知到车主。其实车主可以在手机上随时看到车子的充电情况，比如我们要将车停到地面充电板上的时候，也是通过app来判断是否有成功停放到充电区域。

于是机智的笔者找到机会溜上车亲身体验了一下……别人是怎么操作这个无线充电的。如下图所示，驾驶员首先把车倒到可以在倒车影像中可以看到无线充电底座的地方，然后在手机屏幕上点击start alignment开始寻找链接无线充电底座，然后app上就会显示一个圆圈，离充电区域越近，那么圆圈加载的就越满，直到停到了充电位置，圆圈显示成一个勾就意味着匹配成功，接着车子就进入充电状态了。

自去年起，高通将Halo充电功率升级到7.4kW，意味着，赛事可以为安全车配备容量更大的电池。同时Qualcomm也会根据不同的应用场景和需求对充电功率作出调整。而且这种无线充电技术的部署，可以在一定程度上减少单个充电站的资金、场地投入，这就意味着可以建设更多的无线充电点。

在此次的活动中我们同时了解到，Lear Corporation与Qualcomm宣布，双方已签订电动汽车无线充电许可协议。Lear将在其产品组合中纳入Qualcomm Halo 无线充电技术，支持插电式混合动力汽车（PHEV）和纯电动汽车（EV）制造商及无线充电基础设施企业实现WEVC系统的商用。这也意味着Qualcomm Halo无线充电技术正快速走向民用级电动车。

●总结：

对无线充电有支持的有反对的，有觉得有用的，也有觉得多余的，在Wi-Fi还没到来之前谁又知道上网原来可以这么方便，电动车无线充电发展的这近30年里，我们看到它进步之快。在这个科技突飞猛进的今日，在对电如此依赖的今天，我相信这是电动车无线充电的时代也许马上就要到来，同时我期待每个改善生活方式的技术能有更多突破性的发展。