汽车边走边充电，功率还能到70kW？无线充电公路为什么都没有下文了

电子发烧友网报道（文/梁浩斌）为了解决电动汽车补能的痛点，已经有快充和换电两种主流的解决方案落地，但人们的需求肯定远不止于此。无论是快充还是换电，都需要都固定的充电站，即使是补能速度最快的换电，也需要5-8分钟时间，同时你还永远不知道排队的人会有多少。
 
所以，“充电公路”的概念也就因此诞生了，如果可以在路上一边充电一边行驶，那么不就不用去充电站或换电站了？这种概念其实也并不是新鲜事，在90年代以前，国内城市中比较常见的公共汽车就是类似的概念，当时的公共汽车基本上是“无轨电车”，依靠城市空中布局的电缆，通过车上的两根受电杆来获取电力，供车辆运行。
 
现代充电公路的尝试
 
早在2016年，瑞典政府与西门子合作，在耶夫勒附近的 E16 高速公路2公里长的路面上建设了一段充电公路，但依然是有线的，只是供电的线缆从天上转到了地下。通过在车底安装伸缩式移动充电臂，当车辆行驶至充电公路上时，充电臂会自动放下与嵌入路面的电轨接触，进行充电。
 
最近Stellantis在意大利的一处无线充电高速公路试点上，完成了测试，令旗下菲亚特500车型在高速公路上以限速速度行驶。Stellantis在公路路面下铺设了线圈系统，通过车辆上配置的特殊接收器，可以实现行驶途中的充电，或是利用无线传输的电力直接供应到电机上，直接驱动电动汽车。
 
这种技术被称为动态无线电力传输（BWTP）。据官方介绍，在供电线圈部分，Stellantis建设的充电公路使用了直流电来减少能量分配过程中的功率损耗，当然，无线充电以其原理来说，必然还需要将直流电通过DC-AC逆变模块转换成交流电才能进行无线传输，到达车辆端再通过整流器转换为直流电供电机或电池使用。
 
另外在降低成本方面，这套系统支持用铝电缆，这相比于铜造价会更低，且效果不会相差太远。同时即使在系统启动时，人也可以不受影响地在安装了无线充电的路面上行走。
 
那么关键的功率方面，根据依维柯集团旗下公交车在该路上的测试，测试车在超过70公里的时速下可接收75kW功率的电能。这个数据是什么水平？以目前国内搭载无线充电技术的车型为例，极狐阿尔法S搭载了7.5kW无线充，智己L7宣称将搭载11kW无线充电（但需6000元后期选装）。比较高的有沃尔沃在纯电XC40上配备的无线充电，功率最高可以达到40kW。而这套系统的70kW，已经接近部分快充桩的充电功率了。
 
去年工信部发布的《无线充电（电力传输）设备无线电管理暂行规定（意见征求稿）》中，有对电动汽车无线充电频率和功率进行规定，工作再19-21kHz频段的设备，额定传输功率大于22kW并小于120kW；工作在79-90kHz频段的设备，额定传输功率则需要小于22kW。
 
在更早之前，以色列公司Eletreon在2020年的时候，在瑞典铺设了一段50米的测试道路，参与测试的电动卡车最高可以以30公里每小时的时速进行动态充电。再之后，Eletreon在以色列本土建设了2公里的实验道路，开始测试动态无线充电的公交车，据称平均传输功率为70kW。
 
听起来很美好，但真的能推广吗？
 
实际上国内也有相关实验路段建设，2016年广西电网公司电力科学研究院就建成了33米长的实验用无线充电车道，并已经成功投入使用。
 
2018年8月，中国电科院牵头承担的公司科技项目“电动汽车路段移动式无线充电系统关键技术及设备研制”暨“电动汽车移动式无线充电实验路段”通过国网科技部组织的验收。当时的实验路段长181米，无线充电功率达到20kW，转化率达80%，行驶速度可以超过60km/h。
 
总体而言，国内外的无线充电公路，都还在概念阶段，短期内还未有大规模使用的可能性。
 
不难看出，即使是测试阶段，动态无线充电主要的应用对象还是公交、卡车等有着固定运营路线的商用车辆。由于无线充电对线圈位置偏差是有范围限制的，也就是接收器和发射器距离、以及偏差达到临界值时，充电效率将会大幅下降。比如50cm直径的发射器，和25cm直径的接收器，最大偏差就是7.5cm，这对于车辆这样大体积的移动物体而言，7.5cm精度在实际操作中很难做到。所以在实际应用中，动态无线充电可能对于公交车道上、或是厂内AGV、园区物流等短途或是封闭道路上会有更大的落地需求。
 
不过，这就相当于是无轨电车从燃油车过渡到动力电池储电的电动汽车，又变回有轨电车一样，汽车自身携带能源的目的就是为了让汽车无拘束地随意行走，无线充电道路在现有技术下，使用体验基本上就是一种倒退。如果说作为补能的方式，在经济性上又不及快充和换电，很难进行推广，更何况手机无线充电至今也称不上完全普及，依然在推广阶段。
 
或许当电动汽车的保有量达到一定程度，甚至是完全替代燃油车的节点时，汽车动态无线充电等技术，才会真正得到推广的机会。