具有布置靈活、使用方便、充電安全等特點(diǎn)的無線充電技術(shù)已走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入示范發(fā)展階段。但該技術(shù)也面臨著使用成本較高、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一、可能存在電磁輻射等問題的制約。我國(guó)應(yīng)加快建立電動(dòng)汽車無線充電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，推進(jìn)電動(dòng)汽車無線充電應(yīng)用示范工程，加大對(duì)相關(guān)技術(shù)研發(fā)的支持力度，特別是動(dòng)態(tài)無線充電技術(shù)，助力電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
當(dāng)前，我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入快速成長(zhǎng)期，但與此同時(shí)，充電樁的欠缺成為快速發(fā)展的一大阻礙。
有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截至2014年底，我國(guó)新能源汽車保有量已超過12萬輛，而充電樁數(shù)量只有約3萬個(gè)，兩者之比約4：1，遠(yuǎn)未達(dá)到1：1的標(biāo)配。當(dāng)前新能源汽車的銷量還在以同比3-4倍的速度遞增，且這樣的遞增速度在政策扶持以及低基數(shù)效應(yīng)下還有望持續(xù)。存量設(shè)施的不足，加上快速增長(zhǎng)的新需求，不僅給消費(fèi)者帶來不便，也給企業(yè)和政府帶來了更大挑戰(zhàn)。新能源汽車產(chǎn)業(yè)亟待找到解決這一問題的途徑。
無線充電技術(shù)的出現(xiàn)提供了新方向，將有望破解充電樁建設(shè)難題。
迄今，無線充電技術(shù)在智能手機(jī)等部分便攜終端上已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，其原理并不復(fù)雜，即在發(fā)射端將電能轉(zhuǎn)換成電磁波并發(fā)射出去，接收端接收到電磁波之后，再將其轉(zhuǎn)換成電能，就可進(jìn)行充電。
與傳統(tǒng)充電站、充電樁相比，無線充電主要有以下特點(diǎn)：充電設(shè)施布置靈活。只需改造現(xiàn)有停車場(chǎng)、路邊停車位，就能給電動(dòng)汽車充電，甚至可以把發(fā)射端埋在部分路面之下，屆時(shí)電動(dòng)車可以在這些路段實(shí)現(xiàn)邊行駛、邊充電，不會(huì)占用過多城市空間;用戶使用更加方便。無需插入式電纜即可實(shí)現(xiàn)高速無線充電，不僅免去了傳統(tǒng)充電樁接線所需要的停車和等待時(shí)間，而且已經(jīng)出現(xiàn)的充電車道，更是從靜態(tài)無線充電向動(dòng)態(tài)無線充電延伸，大大降低了用戶的固定位置充電時(shí)間，提高了電動(dòng)汽車的使用率。比如電動(dòng)方程式錦標(biāo)賽Formula E賽道兩旁的接收板可在電動(dòng)賽車疾馳而過的瞬間為其充電;充電過程相對(duì)安全。無線充電無火花及觸電危險(xiǎn)，無積塵和接觸損耗，能適應(yīng)多種惡劣環(huán)境和天氣。
無線充電技術(shù)已走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入示范發(fā)展階段。目前無線充電主要有三種方式，即無線電波式、磁場(chǎng)共振式以及電磁感應(yīng)式。其中，磁場(chǎng)共振式和電磁感應(yīng)式更有可能在電動(dòng)汽車的無線充電中得到應(yīng)用。
從國(guó)外車企來看，豐田、沃爾沃、奧迪、日產(chǎn)等都已經(jīng)開始研發(fā)或測(cè)試旗下電動(dòng)車的無線充電系統(tǒng)。全球通訊及互聯(lián)網(wǎng)的一些企業(yè)也將“觸角”伸向了電動(dòng)車無線充電的新領(lǐng)域。
日產(chǎn)在2011年就宣布取得無線充電技術(shù)成果，車輛通過與感應(yīng)線圈產(chǎn)生感應(yīng)而進(jìn)行充電。該充電系統(tǒng)可以內(nèi)置于地板中，也可以以充電樁的方式安裝在室外。需要充電時(shí)，車主只需將車開到感應(yīng)線圈的范圍內(nèi)，系統(tǒng)將自動(dòng)檢測(cè)到車輛，車主通過應(yīng)用程序啟動(dòng)和關(guān)閉充電過程。充電系統(tǒng)的安裝位置和外界的天氣情況均不會(huì)對(duì)充電時(shí)間造成影響。與日產(chǎn)不同，豐田采用的是電磁共振方式。另外， 針對(duì)無線充電中存在的傳輸效率問題，奧迪開發(fā)了一種可升降的無線充電系統(tǒng)，讓供電線圈更靠近車輛底部的受電線圈，輸電效率可超過90%。沃爾沃與法國(guó)阿爾斯通公司和瑞典能源局合作，正研發(fā)在快速路上為電動(dòng)汽車充電的系統(tǒng)。
作為汽車產(chǎn)業(yè)外行的英國(guó)高通公司與中國(guó)中興通訊，卻率先實(shí)現(xiàn)了大功率無線充電系統(tǒng)的商業(yè)化。中興通訊研發(fā)的大功率電磁感應(yīng)式無線充電系統(tǒng)已經(jīng)通過科技成果鑒定，可以在30KW大功率系統(tǒng)下，實(shí)現(xiàn)90%的充電效率，并已先后與東風(fēng)汽車和蜀都客車合作，在湖北襄陽和四川成都推出了無線充電公交示范線。中科院電工研究所研制的“3.3KW無線充電系統(tǒng)”也已成功在北汽E150EV電動(dòng)汽車上裝車應(yīng)用，有望今年首批在亦莊投入示范應(yīng)用。
發(fā)展電動(dòng)汽車無線充電的制約因素：
能量轉(zhuǎn)換率不足導(dǎo)致使用成本較高。目前，無線充電設(shè)備為了保證傳輸效率，所采用的線圈尺寸均較大，成本較高，維修費(fèi)用也大。同時(shí)，能量的損耗還會(huì)隨著傳輸功率和傳輸距離的增加而增加，當(dāng)多輛電動(dòng)車同時(shí)充電時(shí)，供電系統(tǒng)的負(fù)荷也將大大增加。如果對(duì)城市電網(wǎng)進(jìn)行相應(yīng)改造，則將是一筆很大的經(jīng)濟(jì)投入。另外，由于車輛本身需要加裝無線充電的接收器模塊，也會(huì)給企業(yè)生產(chǎn)和用戶使用增加成本。
無線充電技術(shù)尚未形成統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。與有線充電技術(shù)一樣，標(biāo)準(zhǔn)化也是無線充電技術(shù)發(fā)展面臨的重要問題之一。電磁感應(yīng)和磁場(chǎng)共振兩種方式孰優(yōu)孰劣尚無定論，單就其中一種方式而言，不同的企業(yè)和研究組織使用不同的標(biāo)準(zhǔn)。目前無線充電只是在小功率充電方面有一些國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)電動(dòng)汽車的大功率無線充電標(biāo)準(zhǔn)則還處于空白。
電磁輻射問題可能引發(fā)消費(fèi)者擔(dān)憂。凡是以無線方式連接的電子設(shè)備都會(huì)產(chǎn)生電磁波輻射，不管是采用電磁感應(yīng)式還是磁場(chǎng)共振式，都有一個(gè)發(fā)射能量和接受能量的過程，因此，充電過程的安全性飽受質(zhì)疑。不過，大量的實(shí)測(cè)案例顯示，無線充電的輻射數(shù)值相對(duì)較小。專家認(rèn)為，“無線充電器只要按照技術(shù)規(guī)范來做，就不會(huì)對(duì)人體有輻射危害。”盡管如此，但要取得消費(fèi)者信任，依然需要漫長(zhǎng)的時(shí)間。
在此，筆者提出如下建議：
加大對(duì)電動(dòng)汽車無線充電相關(guān)技術(shù)研發(fā)的支持力度。將電動(dòng)汽車無線充電技術(shù)納入新能源汽車產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)支持領(lǐng)域，作為重點(diǎn)項(xiàng)目，發(fā)揮專項(xiàng)資金引領(lǐng)作用，對(duì)符合條件的示范項(xiàng)目和企業(yè)提供信貸支持。引導(dǎo)企業(yè)加大對(duì)電動(dòng)汽車無線充電技術(shù)的研發(fā)投入，特別是作為國(guó)際研究熱點(diǎn)的動(dòng)態(tài)無線充電技術(shù)，對(duì)符合條件的企業(yè)提供財(cái)政補(bǔ)貼和稅費(fèi)減免等方面的支持，推動(dòng)企業(yè)提升技術(shù)水平和降低生產(chǎn)成本。結(jié)合企業(yè)需求，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研用等現(xiàn)有資源整合，由政府牽頭搭建相關(guān)的產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟，鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)企業(yè)與國(guó)際著名企業(yè)或研發(fā)機(jī)構(gòu)展開相關(guān)技術(shù)合作。
加快建立電動(dòng)汽車無線充電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。按照“統(tǒng)籌規(guī)劃、適度超前、分步實(shí)施、安全可靠”的原則，將無線充電設(shè)施的建設(shè)布點(diǎn)規(guī)劃與城市總體規(guī)劃進(jìn)行技術(shù)銜接，并首先從公共交通領(lǐng)域入手。要求無線充電設(shè)施供應(yīng)商、汽車生產(chǎn)商在充電接口、通訊協(xié)議等方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與之相適應(yīng)，為電動(dòng)汽車無線充電的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)奠定基礎(chǔ)。保證技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)能適應(yīng)多種類型蓄電池系統(tǒng)和適應(yīng)各種電壓等級(jí)的能力，除保障電動(dòng)公交充電使用外，還與各類電動(dòng)汽車上的不同蓄電池系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)充電特性匹配。在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格論證無線充電可能給人和環(huán)境帶來的影響，以盡快消除業(yè)界和消費(fèi)者對(duì)新技術(shù)的擔(dān)憂。
推進(jìn)電動(dòng)汽車無線充電應(yīng)用示范工程。以無線充電技術(shù)在城市公共交通服務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用為突破口，著力推進(jìn)無線充電公交商用示范線，帶動(dòng)出租車等電動(dòng)乘用車的無線充電技術(shù)發(fā)展。充分利用媒體、網(wǎng)絡(luò)、會(huì)議等多種渠道，增進(jìn)社會(huì)各界對(duì)無線充電的認(rèn)知度，營(yíng)造廣大群眾易于接受的良好氛圍。
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