电动汽车无线充电未来可期

在电力运输革命中，内燃机汽车可能濒临绝境。不过，它们具有加油便捷的独特优势，因此开着内燃机汽车长途旅行很少出现问题。但它们的继任产品却并非如此。由于缺乏通用标准，电动汽车配备的充电系统各式各样，电缆和插座也大相径庭。因此，驾驶电动汽车长途旅行需要精心谋划，确保电池在出发时电量充足，并且途中配备有兼容的快速充电站。

如果电动汽车可以无线充电，那就会方便得多。一些电动牙刷以及手机等其他小型设备，已经可以通过电磁感应进行充电。这种方法利用的是迈克尔·法拉第在19世纪阐释的原理：交流电通过线圈时，产生的磁场会不断变化，之后又会在放置于其旁边的另一个线圈中产生电流。包含第二个线圈的设备将传输进来的电力转换成直流电，可用于电池充电。

电动牙刷和手机用户都知道，设备和充电器必须相互靠近并精确对齐，才能顺利完成充电。电动汽车则很难做到这一点，它位于地面之上，需要更高水平的能量传输。

凭借WiTricity公司取得的重大进展，这些问题正在得到解决。该公司成立于2007年，总部距离美国波士顿不远，旨在将麻省理工学院（MIT）马林·索拉埃（Marin Soljaèiæ）的成果商业化。索拉埃博士认为，从理论上说，通过使发射线圈和接收线圈以同样频率共振，就可能在更长的距离上传输更大的能量。他努力将这一理论转化为实际应用。在一项实验中，索拉埃与其同事在两米的距离内发送了足够的能量，点亮了一个60瓦的灯泡。他们还进行了安全测试，发现这种形式的电力传输不会危及周围的人。

WiTricity正与多家汽车制造商合作。2018年，该公司将其首个商用系统出售给了宝马，宝马将该系统安装在部分530e混合动力汽车上。WiTricity的老板亚历克斯·格鲁森（Alex Gruzen）表示，该系统可将电力从电网传输至汽车电池，效率高达93%，这与插电式充电系统的效率相差无几。汽车的接收线圈也不必直接放在充电板上方——谐振线圈的优点在于，它们不必排列得那么紧密才能传输电能。

至于能传输多少电力，传输速度有多快，这是设计和成本的问题。对于大多数家用电动汽车，一个11千瓦的无线充电器足以满足需求。这种充电器售价约为2 000美元，每充电1小时可大约行驶50千米。以这个价格，无线系统可与插电式家用充电设备一较高下。

无线充电的另一大优势是格鲁森所说的“电力快餐”。汽车短暂停止行驶，电池就可充满。该公司为排队等候的出租车提供这种充电系统，并在公交站点为电动巴士提供充电系统。汽车在行驶时也同样可以充电。在汽车经常需要排队的地方，比如机场，这一优势可能意义非凡。但格鲁森并不认为在高速公路设置充电车道是一个现实的提议。

还有的公司正在生产使用各种磁共振感应技术的无线充电系统。迄今为止，这些系统主要用于商用车辆，它们也必将促进该技术在汽车上的推广使用。例如，2020年3月，美国宾夕法尼亚州的动量动力公司宣布了一项向电动穿梭巴士生产商绿色动力汽车公司提供无线充电器的协议。

电动卡车也即将实现无线充电。2020年2月，由奥马尔·奥纳尔（Omer Onar）领导的团队在田纳西州橡树岭国家实验室演示了一款功率为20千瓦的无线充电装置，发现给混合动力UPS快递卡车的60千瓦电池组充满电需要3个小时。奥纳尔博士介绍说，该团队还开发了一款120千瓦的快速充电器，它可以给电动汽车无线充电，充电速度与特斯拉超级充电站相当，后者是目前最快的插电式充电系统之一。

至关重要的是，与插电式充电汽车没有通用标准不同，目前正在制定的无线充电标准至少在理论上应该允许所有装备符合要求的电动汽车使用任何无线充电器。中国最近批准了一套国家标准，它与WiTricity等西方行业组织正在制定和推广的标准类似。鉴于中国一直是电动汽车推广力度最大的国家之一，该国在市场上的影响力可能会促使大多数公司（包括外国公司）遵守其设定的标准。

资料来源 The Economist