特斯拉的无线充电新技术，效率追平慢充，只适合家用？ 无线充电技术的历史发展

对于电动车来说，续航里程焦虑是一个长期存在的问题，而如今随着

特斯拉

收购以7600万美元收购德国无线充电系统初创企业Wiferion，意味着特斯拉开始把目标转向了无线充电这个新的领域。

作为一家无线初创企业，Wiferion之前一直深耕开发和供应工业设备、卡车和叉车的无线充电系统。在电动汽车领域，Wiferion曾对外宣称，“效率可以达到93%，如果将车辆放置在充电器上，最多可以覆盖40毫米的允许误差。”

什么是电动车无线充电?

电动汽车无线充电技术很早就已经研发成功，但是在商业化进程上一直相对比较慢。

目前在电动汽车领域使用比较多的是电磁感应式和磁场共振式两种无线充电的方式。前者需要分别在汽车底盘和地面安装供电线圈，通过电磁感应的原理对车辆进行充电;后者也需要有发射面板和车载接收面板，通过共振效应来对电动车上的电池进行充电。

从充电方式来看，主要分为静态和动态两种无线充电方式。顾名思义，前者是车辆处在静止状态进行充电;后者则是车辆在行驶过程中进行充电，是未来无线充电的主要发展方向。采用这种动态无线充电的模式，电动车就需要搭载更多的电池，可以一边行驶一边充电。

但是这种模式意味着需要对基础设施进行大规模更新，背后牵扯的投资数额比较惊人。但是在海外市场，已经有不少国家在进行了相关探索和测试。

2019年，瑞典开始建设世界上第一条永久性电气化高速公路，长20公里，采用感应式无线充电系统，预计将于2025年建成。

在这条公路上，电动汽车和电动卡车能够在行驶的过程中充电，确保车辆不会因为两个充电站间隔过长而出现续航里程不够的情况。尤其是在高速公路行驶的工况下，电动车的续航里程可能掉得更快。

但瑞典的野心还不止于此，有数据披露，预计到2030年，瑞典约90%公路和城市道路都将覆盖无线充电设施。

瑞典之外，法国也在无线充电方面有所作为。

不久前，就在2023年7月15日，法国媒体报道，在法国巴黎附近的A10高速公路附近将铺设一段2公里长的动态无线充电道路，同时在道路中间设置一个静态无线充电站。

到2035年，法国计划建造高达9000公里的无线充电道路。一旦相关目标可以实现，电动车续航里程的焦虑将被大幅降低。

无线充电的阻力在哪里?

无线充电虽然技术上比较成熟，但是在商业化落地上却面临非常多的挑战：

成本高昂。推动无线充电技术落地的最大难题就是成本。有数据显示，无线充电公路的每公里造价高达900万元，大规模铺设无线充电系统不仅需要在前期投入大量的资金，同时在后期也需要投入高额的维护成本。

充电功率低。与大功率充电桩相比，无线充电的功率较低，目前国内技术最大还不超过60kW/h，而且在传输过程中还存在一定的能量损失。

标准不统一。目前全球范围内无线充电的标准还没有统一。较高的前期的成本投入意味着后期需要有大量的用户来使用，否则规模效应无法显现。这就需要政府牵头，来协调各家企业共同制定行业标准统一各种接口和参数，以最大程度提升规模效应。

但是无线充电的优势也是非常明显。由于不需要插拔充电枪，因此在充电便利性上提升明显，且降低了触电风险。而更为关键的是，如果部署动态无线充电模式，就能够大幅降低电动车携带电池的电量，降低整车成本，并且彻底解决用户的续航里程焦虑。

对于电动车的发展来说，动态无线充电一旦在未来能够解决成本和充电功率的问题，将掀起全球范围内新一轮的基础设施的建设，并帮助电动车彻底解决里程不足以及充电时间较长的问题。

海内外车企纷纷无线充电

特斯拉之外，国内外多家车企巨头都已经涉足了无线充电领域。

现代

汽车集团已经开始从

捷尼赛思

旗下车型上开始部署无线充电试点项目。即车辆不需要单独连接充电电缆，转而在地面上安装充电垫，就可以实现停车充电。

从充电时间来看，续航达到450公里的GV60可在6小时内充满电。

沃尔沃

汽车在2022年将无线充电的最大充电功率做到了40kW，力求实现XC40纯电版车型充电30分钟即可续航100公里的成绩。

更早一些，在2018年

宝马

就在美国推出了具备无线充电功能的530Le插混汽车。彼时的无线充电功率达到3.2kW，充电系统效率达到85%。这款车型在3.5小时内就可以完成对9.4kWh的电池充电过程。找车网

在国内，上汽在2018年就已经将无线充电功能落地，上汽

荣威

的Marvel X是世界上第一款搭载无线充电系统的

纯电动

量产车型。而到了今年3月，上汽将11kW大功率整车智能无线充电方案商业化部署到了

智己汽车

上。

至于

一汽

红旗

，也成功研发了30kW无线充电技术，实现了充电5分钟续航可达350km的成绩。

特斯拉态度的转变

特斯拉曾经否定过无线充电这个补能方式，其甚至还推出了一款充电机器人，但是随着特斯拉今年3月在投资者日上展示未来的充电基础设施以及这次收购Wiferion，也证明了其已经进军无线充电领域。

但是特斯拉是不是要立即开始推广部署无线充电呢?答案应该是否定的。目前来看，静态无线充电也需要部署基础设施，和特斯拉布局超充站没有太大的差异;而建设动态无线充电的基础设施的更新和投入，不是特斯拉这样的企业能够承担得起的。

既然如此，那特斯拉为什么依然还会投入大量的精力发展无线充电呢?答案只有一个。因为马斯克的商业版图中，不仅只有特斯拉，还有储能以及Space X这样的业务。无线充电，不仅在日后可以被部署在电动车上，同时也能够使用在马斯克的其他版图上。

对于电动车的补能研究，将会持续很长一段时间。而考虑到锂电池的能量密度，未来必然是一个多种场景整合在一起的补能方式。所以，国内企业对无线充电的研究也应该持续下去。确保自己在这个领域不被竞争对手拉开过大的差距，是国内车企以及相关零部件公司的首要任务。

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无线充电，放在电动车上推广开么。

这个功能其实在我们手机上已经非常常见了，而且你可以在家里、在车里都给手机无线充电，这个功能发展的已经非常成熟了。而这个无线充电功能，其实早前也有过上车的可能性，但没有一个大企业牵头做，所以现在就仍然没有商业化落地。

这次，还得从

特斯拉

收购的一家无线充电企业开始，它准备在自己品牌旗下的车型中开始使用无线充电技术。

那么，特斯拉看中的无线充电技术，能带来怎样的改变?这种技术能否普及开?

无线充电上车，会有什么改变?

无线充电并非是一个新鲜事，这种无线的充电方式早就出现在我们日常生活当中，例如手机、智能手表、耳机、电动牙刷等等，都有无线充电功能。而这些产品的无线充电模式，的确会让我们在使用过程中，减少一些充电上的烦恼。

所以，如果能够把无线充电装到车上，充电难的问题将会得到一定的缓解。

无线充电主要基于法拉第电磁感应原理，是指充电器与用电装置之间不用电线直接连接，而是通过磁场传递能量。无线充电可分为小功率无线充电和大功率无线充电两种方式，小功率无线充电常采用电磁感应式，如对手机充电方式。大功率无线充电常采用磁场共振，由供电设备(充电器)将能量传送至用电的装置，该装置使用接收到的能量对电池充电，并同时供其本身运作之用。

当前，纯电动汽车无线充电方式主要也是电磁感应式和磁共振式这两种。

电磁感应，是让电流通过线圈产生磁场，对附近的线圈产生感应，随之产生电流，这就是 “电磁感应”，手机和电动牙刷等都是这种电磁感应式;而磁场共振式，则是在发生端能量遇到共振频率相同的接收端，由共振效应进行电能传输。

对纯电车而言，现在比较可靠的方案还是电磁感应这套方案，胜在了稳定、可靠。磁共振较电磁感虽然可以有更高的功率+远距离优势(数厘米到数米都行)，但难以控制、技术难度高，目前还不太容易配套给电动车使用(这可能是未来车规无线充电的发展方向)。

特斯拉收购的这家德国的WIFERION，在改装版

Model 3

上所应用的无线充电技术，背后的逻辑就是电磁感应式无线充电。目前拿来改装的特斯拉Model 3可以做到最高12KW的无线充电功率，最快一小时补能80公里，充满可能要6个小时左右。

以这个效率来看，特斯拉正在规划的无线充电，是可以超过目前部分的慢充功率(7kW-15kW)。但无线充电，要想达到快充桩的效率，暂时是不可能的。

现在来回答小标题的设问，无线充电上车，目前来看，至少能给我们在家用固定充电桩上的一些变化，不用下车插拔充电枪，即停即冲做到无感冲电，而且目前这个功率来看，也只能适用于固定家用充电。

无线充电，车用的为啥难普及?

无线充电这个事，国产品牌们也都在各自研发，像

红旗

、

比亚迪

(商用车领域)、智己等，还有欧洲的

宝马

、

沃尔沃

等品牌都在研发推动这个技术。但即便有如此多的企业在研发、在试用，车规的无线充电我们至今也没有看到商业化落地的结果。

那么，把现有的几种充电方式罗列出来，慢充、快充、无线充电、换电站。这四种充电效率高的是快充桩(超充桩)，短时间内可以获得数百公里的续航;效率最高，但适用范围局限的模式，是换电站。这两个高效的补能主流模式，是无法被无线充电所替代的。

那么要说之前的乘用车使用的无线充电，功率还不如慢充桩的效率，那现在的水平是已经可以超过慢充装效率的。从这一点上，无线充电已经具备了可以装车的资格。但无线充电技术应用到新能源汽车领域中，似乎是一件非常值得期待的事，但是具体的研发过程却遇到多个难题。

当下，无线充电技术所面临的问题：

无线充电摆脱了充电桩和充电线的限制，但相比于有线充电技术的充电功率差距甚远，有线快充功率可到100Kw或更高，而无线充电的功率水平大致在10-12Kw左右，也就是普通慢充水平，充电时间是个关键问题;

无线充电桩的安全问题是很重要的点，因为无线充电是磁场和电场的相互转换，这一过程会产生大量电磁辐射，对于人体健康这是一个敏感的话题;

无线充电过程中会产生巨大的能量损耗和大量的热量(和充电桩一样)，随着功率的增大释放的热量也会更多，这也成为提升无线充电功率的一大技术难点(功率越大越热)。

想要得到普及，首先需要一个车企率先开始使用这种比较新的充电模式，在产品上装无线充电接收端模块，再配合家庭固定车位安装无线充电输出端模块。而目前的无线充电，车规使用的技术还不算太成熟，而且还没有大规模的使用，技术不成熟，成本太高，消费者也不是非用不可。而特斯拉收购此类公司看做“尝鲜”式前瞻类布局操就行，反正钱多。

车规无线充电，距离我们还有多远?

成本端的难题，随着技术成熟和规模化量产之后都能解决，而真正阻碍它发展的是充电功率问题，这里就不要拿车规和手机无线充电比了，一个11k一个20W的功率，不在一个级别里。就算是20W的手机无线充电，充电一段时间过后，充电板、手机背板(电池)也会有不同级别的发烫反应;套用在电动车上，同理，电动车的电池也会因为产生的热量而发烫，像上文说的一样，功率越大越容易发热。

所以，现在就形成了一个“闭环”。无线充电功率想做大，但电池会发烫，容易产生热失控;但无线充电功率不做大，就没有上车的必要性。除非接下来，无线充电端接入电车的热管理系统，能够结合实时的了解电动车电池的状态充电，这就要考虑到算法、通信等多方面了。

要说无线充电的普及，5年内能看到商业化落地就算不错，或许它会和L3辅助驾驶一起出现(自动泊车+无线充电=真无感充电)。

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1890年，物理学家兼电气工程师尼古拉·特斯拉(NikolaTesla)就已经做了无线输电试验，实现了交流发电。磁感应强度的国际单位制也是以他的名字命名的。特斯拉构想的无线输电方法，是把地球作为内导体、地球电离层作为外导体，通过放大发射机以径向电磁波振荡模式，在地球与电离层之间建立起大约8Hz的低频共振，再利用环绕地球的表面电磁波来传输能量。但因财力不足，特斯拉的大胆构想并没有得到实现。后人虽然从理论上完全证实了这种方案的可行性，但世界还没有实现大同，想要在世界范围内进行能量广播和免费获取也是不可能的。因此，一个伟大的科学设想就这样胎死腹中。

2007年6月7日，麻省理工学院的研究团队在美国《科学》杂志的网站上发表了研究成果。研究小组把共振运用到电磁波的传输上而成功“抓住”了电磁波，利用铜制线圈作为电磁共振器，一团线圈附在传送电力方，另一团在接受电力方。传送方送出某特定频率的电磁波后，经过电磁场扩散到接受方，电力就实现了无线传导。这项被他们称为“无线电力”的技术经过多次试验，已经能成功为一个两米外的60瓦灯泡供电。这项技术的最远输电距离还只能达到2.7米，但研究者相信，电源已经可以在这范围内为电池充电。而且只需要安装一个电源，就可以为整个屋里的电器供电。

2014年2月，电脑厂商戴尔加盟了A4WP阵营，当时，阵营相关高层就表示，会对技术进行升级，支持戴尔等电脑厂商的超极本进行无线充电。市面上的传统笔记本电脑，大部分电源功率超过了50瓦，不过超极本使用了英特尔的低功耗处理器，将成为第一批用上无线充电的笔记本电脑。

在此之前，无线充电技术，一直只和智能手机、小尺寸平板等“小”移动设备有关。不过，无线充电三大阵营之一的A4WP(“无线充电联盟”)日前宣布，其技术标准已经升级，所支持的充电功率增加到50瓦，意味着笔记本电脑、平板等大功率设备，也可以实现无线充电。