行車路上，新能源汽車邊開邊充電，不需要再去尋找最近的充電樁。拿著手機發(fā)現(xiàn)電量低時，可像搜索WIFI信號一樣尋找無線充電設(shè)備“接上電源”。家里不再因為插頭的擺放、電線纏繞而煩惱……

無線充電技術(shù)，從理想到現(xiàn)實

何為無線充電?顧名思義，無線電能傳輸技術(shù)借助于磁場、電場、微波等空間無形軟介質(zhì)，實現(xiàn)電能完全意義上無線柔性傳輸?shù)男录夹g(shù)，也就是說，各類需要充電的電子設(shè)備甩掉“大辮子”。

“其實，無線充電技術(shù)可以追溯到19世紀(jì)?！敝袊V業(yè)大學(xué)電氣與動力工程學(xué)院電氣工程系副主任夏晨陽教授告訴記者。1899年，在法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)定律近70年之后，“無線輸電之父”特斯拉構(gòu)想了一種無線輸電方法，然而，他的無線輸電構(gòu)想并沒有得到實現(xiàn)。

直到21世紀(jì)，隨著技術(shù)的發(fā)展，智能手機的大規(guī)模普及，無線充電開始在手機行業(yè)得到了大規(guī)模的應(yīng)用。而如今人們熟知的電動汽車公司特斯拉，也是向多年前這位科技先驅(qū)致敬。

目前，我們使用的手機等無線充電設(shè)備一般使用的是磁耦合無線電能傳輸技術(shù)，它基于磁場耦合原理，實現(xiàn)電能從電源端到用電設(shè)備端的無電氣連接傳輸。夏晨陽解釋:“磁耦合無線電能傳輸技術(shù)的工作原理與變壓器原理類似。在充電板和手機中各有一個線圈，分別為發(fā)射線圈和接收線圈。輸入電能經(jīng)過電能變換環(huán)節(jié)后變?yōu)楦哳l交變電壓(或電流)，在磁耦合機構(gòu)的發(fā)射線圈中形成高頻交變電流，從而在該線圈附近激發(fā)出高頻交變磁場;高頻交變磁場使得一定空間范圍內(nèi)的接收線圈產(chǎn)生同頻的交變電流，相應(yīng)電能通過諧振電路后經(jīng)電能變換電路輸出給負載?！?/p>

未來已來，無線充電悄然改變生活

近年來，小米、華為、三星、蘋果也已經(jīng)相繼推出無線充電手機。與此同時，無線充電電動汽車也已經(jīng)逐漸從“試驗田”走向市場。

“目前電動汽車領(lǐng)域的無線充電分為定點無線充電技術(shù)和在線無線供電技術(shù)。”夏晨陽介紹，定點無線充電技術(shù)指為電動汽車在停車位置上提供無需任何導(dǎo)線插拔的充電方式，而在線動態(tài)無線供電技術(shù)則為電動汽車在行駛過程中提供持續(xù)的電力供應(yīng)?！昂唵蝸碚f，一種需要停車充電，一種可以邊開邊充電?！?/p>

在蘇州，2018年，一條總長約500米、寬3.5米的“三合一”電子公路在同里新能源小鎮(zhèn)正式亮相。這也是世界上首次實現(xiàn)路面光伏發(fā)電、動態(tài)無線充電以及無人駕駛?cè)椉夹g(shù)融合應(yīng)用的電子公路。

在這條電子公路上開車將是怎樣的體驗?zāi)?國網(wǎng)蘇州供電公司科技互聯(lián)網(wǎng)部專職工程師姚曉君向記者描述:“電子公路的承壓和耐磨能力不低于二級公路水平。開車時，不知不覺中正在充電，能量轉(zhuǎn)換悄然進行?！?/p>

原來，這條公路引入了目前國際最高級別的Level-4級無人駕駛車輛，經(jīng)改裝具備無線充電功能，且動態(tài)充電效率達到了國際領(lǐng)先水平。不僅如此，“三合一”電子公路的動態(tài)無線充電采用無縫切換技術(shù)，電磁輻射量遠低于國際標(biāo)準(zhǔn)限值。且道路同時集成智能路側(cè)設(shè)施、LED路面標(biāo)識、電子斑馬線等元素，體現(xiàn)了智慧交通理念?！斑@種全新的公路創(chuàng)造了能源即時生產(chǎn)和消費的新模式，開啟了光伏發(fā)電、電動汽車、無人駕駛、人工智能等產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的新方向，為新技術(shù)研發(fā)、新材料研制、新標(biāo)準(zhǔn)研究提供了新路徑，是未來建設(shè)新能源利用綜合體和新型智慧城市的有益探索，也為現(xiàn)代生活帶來了更安全、便利、舒適的新體驗?！币跃硎?。

無線連通時代，智能化將大步邁進

“和傳統(tǒng)有線充電方式相比，無線充電最顯著的優(yōu)勢在于它的靈活性。當(dāng)擺脫電線的束縛，電子產(chǎn)品將有無限可能?？梢赃m當(dāng)想象，未來的無線充電會像無線通信領(lǐng)域一樣，從1G到5G……不斷發(fā)展。”夏晨陽表示。

在手機、電動汽車、軌道交通領(lǐng)域，無線充電將給人們的生活帶來巨大變化。而在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，無線連通將讓智能化邁進一大步。夏晨陽介紹，當(dāng)智能化設(shè)備在不停機狀態(tài)無線充電時，就意味著其續(xù)航時間長、作業(yè)效率得到顯著提高，真正做到24小時“永動”;“一邊工作一邊充電”，也意味著設(shè)備的電池體積和容量的減少。“值得關(guān)注的是，無線充電在一定程度上可有效克服裸露導(dǎo)體造成用電安全問題，能夠避免潮濕、水下、易燃易爆等工作環(huán)境下，因接觸式供電引起的觸電、爆炸、火災(zāi)等事故?！?/p>

行業(yè)未來可期，現(xiàn)階段還有很多的技術(shù)難點需要攻克。江蘇智行未來汽車研究院院長華國棟表示，目前來看，傳輸效率是無線充電面臨的普遍問題。特別是對于電動汽車這樣充電功率更大的“電器”來說，電能首先轉(zhuǎn)換為電磁能，之后再轉(zhuǎn)換成電能，兩次轉(zhuǎn)換都會損失不少的能量。此外，電磁兼容也是無線充電需要解決的技術(shù)瓶頸之一。電磁能很容易產(chǎn)生泄漏，當(dāng)大功率的車用無線充電設(shè)備運行時，也會對周圍的生物和電子設(shè)備產(chǎn)生影響，甚至?xí)：θ梭w健康。

那么，終有一天，無線充電會完全替代有線充電嗎?夏晨陽表示，無線充電技術(shù)的定位是導(dǎo)線接觸式供電技術(shù)的重要補充。無線供電在電動汽車、智能化無人裝備等領(lǐng)域有著有線充電不可比擬的優(yōu)勢，該技術(shù)非常適合在“不可、不宜”等場合實現(xiàn)電能的靈活傳輸與轉(zhuǎn)換。但在一些特定場合，有線充電依舊擁有優(yōu)勢。