无线充电有望搅动新能源汽车充电桩格局

无线充电有望搅动新能源汽车充电桩格局

1. 新能源汽车新热点：无线充电

　　近年来，世界各国均把电动汽车作为科研攻关与政策指引的重要方向之一，汽车产业链内更是掀起了一股电动汽车的浪潮。

　　随着电动汽车的快速增长，必然会对其充电模式的快捷与方便性提出更高的要求。目前各类电动汽车的充电方式主要以充电站、充电桩或更换电池的模式为主，而充电站或充电桩的建设速度完全无法匹配电动汽车快速增长的需求，成为了制约电动汽车发展的最大瓶颈之一。

　　无线电能传输技术(WPT)作为一项新兴技术，目前已经大规模商业化推广，主要应用于手机、电脑、随身听等小功率设备的充电上，而应用于电动汽车充电大功率无线电能传输技术也成为各大汽车厂商以及科研机构的关注焦点。电动汽车无线充电技术相比于传统接触式传导充电技术，在使用安全性、可靠性、灵活性、适应性等方面具有一定优势，方便应用于在车库、停车场、充电站等场所，可实施电动汽车无人值守智能充电，市场应用前景良好，也将对电动汽车的推广和普及起到重要作用。

2 电动汽车无线充电的优势与发展瓶颈

　　无线充电的难点主要是在于电能的无线传输，无线传输的方式一般来说分为能量辐射式和近场耦合式。能量辐射的形式包括微波、射频、激光等形式的能量传输形式，近场耦合式主要包括磁感应、磁谐振、电场耦合等能量传输形式。对比各类无线电能传输技术，各自都拥有自身的特性与适用的特殊场合。适用于电动汽车无线充电的技术要求在能量传输效率、功率、距离以及建设成本、实用性上都有出色的表现。综合来看，磁感应与磁谐振技术是目前最为合适的技术，也是目前的主流技术。目前，正在进行无线充电研发的车型几乎都使用此两种技术。

　　无线充电作为一种新兴的充电技术，相比于目前插入式或称接触式的充电技术在充电站建设、实际使用、后期维护等方面均体现了一定的优势：

　　1、空间利用率高，特别适合未来大规模集群建设。由于无线充电设备贴近地面安装，甚至可以埋入地下，在相同建设面积情况下，可植入的充电设备数量更多，增加了充电站空间利用率。

　　2、环境适应性强，密封安装可靠性更高。传统有线充电站模式在雨雪等恶劣天气进行使用非常不便，充电设备易受环境影响产生积尘老化等问题，后续设备维护难度高成本大。而无线充电可以采取密封安装与无接触使用，可在雨雪天气下进行使用并提高了可靠性。

　　3、安全性高，杜绝触电危险。无线充电设备无外露导电点，且使用时车与人都无需接触充电设备，理论上可杜绝由于漏电产生的安全问题，保障人身安全。

　　4、使用与管理便捷，特别适合未来无人化管理的发展趋势。无线充电设备简化了充电流程，可以配合网络进行无人化管理，无需专业人员值守，将来更可以配合自动驾驶与车联网，在方便了用户的同时也降低了充电站的运营成本。

无线充电技术提升了空间利用率

　　但无线充电的发展也需要考虑以下几个问题：

　　1.充电效率问题。单纯从效率数值角度来看，无线充电的充电效率峰值一般在90%左右，而插入式充电充电效率可达95%。但在实际应用中，我们认为5个百分点的效率差异在充电时间上的用户体验相差无几。

　　2.无统一技术标准。目前全球无线电能传输技术保准包括三个：WPC、PMA和A4WP。但这三大标准仅限于小功率的移动终端充电，面向大功率的电动汽车无线电能传输技术国际标准尚未确立。

　　3、部分消费者对于电磁辐射存在一定的担忧。无线充电技术以电磁波的形式进行能量传输，可能会造成终端用户对于电磁辐射安全的忧虑。事实上，美国Evatran公司已经通过了美国较为严苛的ETL商用认证，在人员安全性方面已经达到了安全性要求。 无线充电由于其安全可靠、灵活方便的特性，将成为未来电动汽车充电设备的主要发展方向之一。

　　总体来看，目前大功率无线充电技术已经较为成熟，对于电动汽车无线充电发展的争议与忧虑都不会成为真正的障碍，未来技术升级与普及推广将带来无线充电设备制造成本的进一步降低，随着新能源汽车的不断普及，电动汽车无线充电技术将进入千家万户，深刻的改变目前电动汽车充电设备的格局。

3. 主流公司及技术对比

　　3.1. Evatran——联手特斯拉率先实现商用化

　　Evatran 是一家专业从事大功率无线充电系统技术研究及充电产品设计、制造的公司，是将电动车无线感应式充电技术推向市场的先导者，合作伙伴包括赫兹汽车租赁公司、SAP、谷歌、杜克能源、克莱姆森大学、DTE 能源及洛杉矶水电部门。2012 年，Evatran 与丰田和通用汽车公司合作集成整合无线充电技术，目前销售的3.3KW Plugless L2 的产品涵盖了日产LEAF、雪佛兰Volt 及凯迪拉克ELR 电动车，后续公司也将进一步推出7.2KW以及10KW等大功率充电产品。

　　值得一提的是，相比于很多其他进行无线充电研究的公司，Evatran不仅仅注重与概念与技术的研发，还专注于可实际推广应用的产品开发，The PLUGLESS? L2系统是世界上第一个，也是目前市场上唯一通过商用测试认证的乘用电动汽车无线充电系统。2014 年，Evatran 所研发的电动车无线充电系统成为获得美国第三方安全认证(简称“ETL”)的产品。通过ETL认证就表明此产品已经达到经普遍认可的美国及加拿大产品安全标准的要求，它已经过测试符合相关的产品安全标准;而且也代表着生产工厂同意接收严格的定期检查，以保证产品品质的一致性，可以销往美国和加拿大两国市场。

　　Evatran为特斯拉提供无线充电方案

　　近日，Evatran公司开发的Plugless Power系统将为Model S提供无线充电方案，预计将于今年四月出货。此系统采用后装形式植入Model S，用户可自由选择是否使用。充电一小时，将可以保证Model S行驶32公里左右。需要指出的是，Plugless Power系统将不会影响其他充电方式的运行，如果装配了该系统，Model S将可以同时使用有线和无线两种方式进行电量补充。 特斯拉作为电动汽车业内的标杆性企业，率先采纳无线充电方案将成为无线充电技术开始普及推广的标志。采用Evatran的无线充电方案一方面说明了无线充电作为一种方便安全的新兴充电方式得到了国际龙头的认可;另一方面说明了Evatran的无线充电方案是国际领先水平并且已经达到了可规模化推广应用的程度。今年 1月3日，特斯拉发布声明称，2015年第四季度其全球电动车交付销量为17400辆。这使得2015年全年特斯拉全球电动车交付总销量达到50580辆。特斯拉的推广将带动Evatran无线充电技术的普及。众多电动汽车厂商将效仿采纳Evatran的技术或推出自己的技术，无线充电的发展将进入新的时代。

　　3.2. 高通Halo——以动态充电为终极目标

　　高通Halo前身是一家创业型公司Halo IPT，Halo IPT于2010年成立，拥有无线充电技术和知识产权。2011年11月，高通宣布收购了Halo IPT的几乎全部技术与资产，并接受所有员工加入高通公司，Halo IPT更名为Qualcomm Halo(高通Halo)。在2014年首届电动方程式锦标赛(Formula E)中，高通Halo推出了车用无线充电系统。Halo无线充电系统包含四个部分：供电组件、充电板、车载接收板和车载控制器。高通Halo的无线充电技术利用了磁谐振效应来实现无线充电，并对其进行了优化，可以在确保高耦合系数的情况下降低系统电流，从而降低了传输过程中的能量损失，实现了高效率且高功率的无线充电模式。高通Halo在乘用车领域推出了3.3KW与6.6KW两种充电功率规格的产品，并在方程式中成功尝试了20KW的高功率无线传输。

　　高通Halo为安全性专门设定了防护程序，当处于工作状态的充电板上有金属异物或者小动物、婴幼儿时将自动停止充电作业，并将相关信息发送至车主手机客户端中。 高通Halo将无线充电技术划分为静态无线充电技术、半静态无线充电技术以及动态无线充电技术。半静态无线充电技术是指车辆在缓速前进下进行充电，而动态无线充电技术则是指车辆能够在高速行驶情况下充电。目前公司以静态充电技术为主，但未来会向半静态与动态无线充电技术发展。

表 1 全球主要无线充电公司技术参数比较

　　3.3. 中兴通讯——国内无线充电先行者

　　2014年9月，中兴通讯在湖北襄阳发布了国内首条大功率无线充电公交示范线，并联合东风汽车推出了全国第一辆无线充电商用公交大巴，投入到襄阳601公交线路开始商业示范运行。中兴通讯的无线充电解决方案采用了电磁感应的技术，充电功率可以达到 3kw-300kw。

　　中兴通讯推出的不仅仅是无线充电的技术，而是一整套全程无人值守的全自动解决方案，集合无线充电技术、自动计费、APP支付、云端管理、自动运营、远程监控等全自动的端到端解决方案。在公共交通领域，中兴通讯率先建立样板工程进行推广，并陆续与各地政府达成协议，以PPP模式合作建立无线充电网络，从新能源汽车充电基础设施建设者升级为服务运营商。

　　3.4. 其他布局无线充电的公司

　　沃尔沃正在布局动态无线充电技术。在瑞典的测试中心建立了一条 1/4 英里长的轨道，电动汽车经过时自动启动充电功能，完成充电。沃尔沃集团、瑞典电力公司 Alstom、瑞典能源局正在共同合作测试这套利用公路给电动汽车充电的系统。 奥迪设计了一套可升降的无线充电系统，可以让供电线圈更靠近车辆底部，从而最大程度上保证充电效率。

　　大众则推出了将自动泊车与无线充电相结合的停车场服务项目——V-charge。V-Charge由摄像头和传感器构成的自动驾驶技术为基础，充电部分则采用无线充电技术，并且可以通过智能手机进行远程遥控。即当司机将汽车停在停车场的入口，通过智能手机，驱动V-Charge程序，汽车便能通过识别数字地图自行找到合适的车位。而在停车场上则配备电动车感应充电点，在V-Charge程序的操纵下，电动汽车在制定充电区域进行充电，充电完成系统会发出提示。

奥迪可升降充电板

大众V-charge

　4. 提前布局 无线充电市场尚为一片蓝海

　　目前电动汽车的推广普及一定程度上遇到了充电设施建设不完善功能不完备的阻碍，而充电设施的建设又受到了电动汽车推广速度缓慢的影响。无线充电以其明显的优势，将为电动汽车的普及起到促进作用。基于对传统充电技术与无线充电技术的对比，我们认为，无线充电技术的发展将先寻求与主流传统充电技术的共存，逐渐改善充电设施的便捷性与适用性，然后结合自动驾驶与车联网技术实现全面的推广普及。 据中国汽车工业协会，2015年12月新能源汽车产销75877辆和84055辆，同比增长2.6倍和2.5倍。2015年新能源汽车产销340471辆和331092辆，同比分别增长3.3倍和3.4倍。其中纯电动汽车产销254633辆和247482辆，同比增长4.2倍和4.5倍;插电式混合动力汽车产销85838辆和83610辆，同比增长1.9倍和1.8倍。

　　根据国务院《节能与新能源汽车产业发展规划(2012―2020 年)》，到 2015 年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量力争达到 50 万辆;到 2020 年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达 200 万辆、累计产销量超过 500 万辆。 假设充电设施与电动汽车按1:2的比例来建设，而无线充电技术渗透率为50%。 预测至2020年，我国无线充电的市场规模将达到数百亿规模。目前，我国的无线充电尚处于技术开发阶段，国际上的大多数公司也尚处于技术布局阶段，无线充电市场尚为一片蓝海。电动汽车的不断普及，将推动无线充电技术的飞速发展，有望改变现有充电设备市场格局。（责编：振鹏）

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