你相信汽车也能无线充电吗？

2023年10月11日，小米汽车科技有限公司申请的“充电车及充电方法”专利公布，充电车包括电池仓、无线充电装置、自动驾驶系统，电池合用于装载电池，天线充电装置用于将电油的电能无线传输给电动车，自动驾驶系统用于控制充电车行驶到与电动车处于预设的相对位置，在相对位置下，无线充电装置能够将电池的电能无线传输给电动车。

你相信汽车能进行无线充电吗？

其实关于电动汽车无线充电这个问题，早在2013年，国内外相关大学便进行了此类工作的相关研究，新西兰奥克兰大学、日本东京大学、美国橡树岭国家实验室、韩国高等科学技术学院（KAIST）等国外研究团队已经对电动汽车动态无线供电相关的技术难点以及关键问题展开了一系列研究，主要集中在系统建模方法、电能变换拓扑结构、电磁藕合机构优化设计和电磁屏蔽技术等方面。新西兰奥克兰大学与德国康稳公司合作研制出世界上第一台无线充电大巴，功率为30kW，同时也研制出100kW无线供电列车样机，列车轨道长400m，KAIST将采用动态无线充电技术的电动车称为在线电动车。2013年位于龟尾市的两条电动公交线路投入运行，线路总长为24km，传输功率为100kW，效率为850% 。

国内也同样进行此类工作的研究，华南理工大学、湖南大学、中国矿业大学、南京航空航天大学、上海交通大学、东南大学、天津工业大学、重庆大学、中科院电工所、西南交通大学、哈尔滨工业大学等。这些高校前期研究主要集中在大功率电力电子电能变换与拓扑设计、磁耦合机构优化设计、系统建模优化与控制、系统复杂动力学行为分析与控制、能量和信息同步传输、负载识别与异物检测、电磁兼容与电磁屏蔽等技术方而，相关理论、技术难点以及关键问题的研究己经取得一定成果，并且己经研制出原理样机。

那电动汽车无线充电到底是怎么进行的呢？

（1）电动汽车无线供电系统的导轨模式分为单级导轨模式和多级导轨模式。对于单级导轨供电模式，系统工作时在初级回路中只有一条导轨和一套初级电能变换装置在工作。对于多级导轨供电模式，系统工作时在初级线圈中有多段导轨和多套电能变换装置在工作，当电动汽车行驶到哪一条导轨上时就由该条导轨给电动汽车供电，其余导轨处于待机状态。当汽车行驶到下一段导轨时就关断上一段导轨并开启下一段导轨给电动汽车供电。

单级导轨供电模式

多级导轨供电模式

（2）在单层多级导轨模式中，系统供电导轨被切分成N段导轨，每段供电导轨都配备有各自的电能变换装置、谐振补偿装置和换流开关，如图3所示。电能从电网输出，通过每段供电导轨各自的电能变换装置将工频交流电转换为高频交流电，在换流开关的控制下注入到谐振补偿网络中，在每段供电导轨中产生高频激励电流。最后通过祸合机构将能量输送到系统次级回路。

单层多级导轨模式

（3）在单层多级导轨的基础上，将N个导轨段改为N个导轨组，在每个导轨组中只有一套电能变换装置将工频交流电转换为高频交变电后注入到供电导轨中。每个导轨组又被分为n个小的导轨段，这n个小的导轨段都配备有各自的谐振补偿装置和换流开关。它们根据自身的负载状况，自适应切换到导轨供电状态，即实现了对双层多级导轨的分级控制。

双层多级导轨模式

目前市场上的电动汽车充电方式，主要为交流慢充和直流快充，不少车企推出了换电方案，那本期聊的无线充电相对于目前的充电方式，又有哪些优缺点呢？

有线充电技术具有如下优点：能源转换一次性获得，电能损失小，节能环保；交直流转换一次性，不存在中高频电磁辐射；充电桩及充电机等充电设备技术门槛不太高，经济投入不大，维修方便；充电功率调节范围较宽，适合多种不同电压和电流等级的动力电池储能补给。其缺点是：充电设备的移动搬运和电源的引线过长，人工操作繁琐；充电站及充电设备公共占地而积过大；人工操作过程中，极易出现设备的过度磨损等不安全性隐患。

无线充电技术具备如下优点：使用方便、安全，无火花及触电危险，无积尘和接触损耗，无机械磨损和相应的维护问题，可适应多种恶劣环境和天气。其缺点是：设备的经济成本投入较高，维修费用大；实现远距离大功率无线电磁转换，能量损耗相对较高；无线充电设备的电磁辐射会对环境造成污染。

电动汽车绕不开的话题，无非就是续航里程和电动起火。那么无线充电最大的优势，就是安全，无火花及触电危险。