前幾天發(fā)生了關(guān)于EV（ElectricVehicle，電動(dòng)汽車(chē)）充電基礎(chǔ)設(shè)施的重要事情。關(guān)于EV的無(wú)線(xiàn)充電，美國(guó)的風(fēng)險(xiǎn)投資企業(yè)WiTricity和大型半導(dǎo)體公司Qualcomm（高通）一直在進(jìn)行激烈的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的競(jìng)爭(zhēng)。但是，WiTricity收購(gòu)了Qualcomm的EV無(wú)線(xiàn)供電業(yè)務(wù)部――“QualcommHalo”。所以，關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)化的競(jìng)爭(zhēng)終于畫(huà)上了休止符，應(yīng)該很快就會(huì)達(dá)到實(shí)用化吧。在汽車(chē)開(kāi)發(fā)方面，筆者有一些無(wú)線(xiàn)充電方面的經(jīng)驗(yàn)，所以想談?wù)劅o(wú)線(xiàn)充電的現(xiàn)狀和今后的發(fā)展。

要說(shuō)無(wú)線(xiàn)充電和我的關(guān)系還要追溯到10年前。在汽車(chē)廠(chǎng)商進(jìn)行EV開(kāi)發(fā)的時(shí)候，說(shuō)起當(dāng)時(shí)的充電方式，有普通充電和快速充兩種方式?？焖俪潆娛桥c其他企業(yè)共同開(kāi)發(fā)，經(jīng)過(guò)許多實(shí)證測(cè)試，2010年命名為CHAdeMO并導(dǎo)入市場(chǎng)。在此之前都是普通充電，對(duì)于行駛距離較短的EV來(lái)說(shuō)，快速充電是具有劃時(shí)代意義的技術(shù)。

但是，不論是普通充電還是快速充電，都需要把電纜插入到車(chē)輛里。下雨天的時(shí)候操作不方便，而且對(duì)很多女性駕駛員、年齡大的駕駛員也都是操作不方便。這和把手機(jī)放在家里充電這一操作方式完全不同。難道就沒(méi)有什么好的方法了嗎？

這時(shí)，聽(tīng)說(shuō)美國(guó)的風(fēng)險(xiǎn)投資企業(yè)WiTricity開(kāi)發(fā)了不用電纜也可以充電的技術(shù)，于是就和WiTricity的相關(guān)人員進(jìn)行了面談。當(dāng)時(shí)還只有100W左右的供電能力，不用電纜的情況下，電火花甚至飛到了50cm～100cm的范圍，甚至可以點(diǎn)亮燈泡，這一點(diǎn)很令人震驚！雖然供電能力比較弱，但還是感到了其未來(lái)的潛力！到2011年左右，實(shí)現(xiàn)了1,000w左右的供電能力，幾乎接近了可以用于EV充電的水平。

另外，美國(guó)麻省理工大學(xué)（MassachusettsInstituteofTechnology，MIT）的著名物理團(tuán)隊(duì)在2005年公布了一種原理為磁場(chǎng)共鳴式的無(wú)線(xiàn)供電技術(shù)，隨后，這一物理團(tuán)隊(duì)獨(dú)立出來(lái)（SpinOut）并于2007年成立了風(fēng)險(xiǎn)投資企業(yè)――WiTricity。WiTricity主要從事于獲得無(wú)線(xiàn)供電相關(guān)的專(zhuān)利，經(jīng)營(yíng)RoyaltyBusiness（專(zhuān)利收費(fèi)）業(yè)務(wù)。其自身并不制造和銷(xiāo)售無(wú)線(xiàn)充電設(shè)備，而是向其他制造廠(chǎng)商提供專(zhuān)利和技術(shù)。另一方面，Qualcomm也對(duì)無(wú)線(xiàn)充電很感興趣，做了很多研究。筆者接觸的時(shí)候，總的來(lái)說(shuō)，Qualcomm對(duì)其自身的手機(jī)業(yè)務(wù)中的芯片業(yè)務(wù)頗感興趣，并說(shuō)不會(huì)從事機(jī)器本身相關(guān)的業(yè)務(wù)。但是，從2013年收購(gòu)新西蘭大學(xué)研究員開(kāi)發(fā)的“HaloIpT”以來(lái)，Qualcomm似乎又調(diào)整了其商務(wù)的方向。

兩家公司關(guān)于無(wú)線(xiàn)充電的不同點(diǎn)

那么，我想在此整理一下關(guān)于無(wú)線(xiàn)充電的方法。關(guān)于無(wú)線(xiàn)充電，以前有采用電磁感應(yīng)方式和微波輸電的方式等，不過(guò)，磁場(chǎng)共鳴方式與其他方法有很大的不同在于它的送電距離和效率。為了確保汽車(chē)底部和地面之間的距離，大約需要20cm-30cm左右的高度。在這個(gè)距離內(nèi)進(jìn)行送電，如果追求更高的效率的話(huà)，就可以讓磁場(chǎng)共鳴方式來(lái)發(fā)揮作用。迄今為止，雖然研究了很多種方式，對(duì)于EV充電，還是磁場(chǎng)共鳴方式比較占有優(yōu)勢(shì)。WiTricity和QualcommHalo雖然在線(xiàn)圈的形狀和共振器的位置上有差異，但可以說(shuō)二者都是磁場(chǎng)共鳴方式的一種。

迄今為止兩家公司進(jìn)行了激烈的關(guān)于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的斗爭(zhēng)，進(jìn)入2019年，WiTricity接手了Qualcomm持有的技術(shù)、許可權(quán)、大約5,000個(gè)專(zhuān)利權(quán)。關(guān)于線(xiàn)圈卷起的方式，QualcommHalo一直力推的是DoubleD（DD）這一獨(dú)特方式，WiTricity正在把其主張的CircularType（圓盤(pán)狀）方式和Halo的技術(shù)統(tǒng)合在一起。

另外，無(wú)線(xiàn)充電和快速充電也不一樣。當(dāng)前國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)力求的無(wú)線(xiàn)充電不過(guò)是3kw-22kw的水平，而且輸送電力是以家庭用電網(wǎng)為前提的，也就是普通充電和中速充電。另一方面，這和以大電網(wǎng)為前提的快速充電50kw-400kw、或者中日共同開(kāi)發(fā)的超高速充電900kw完全不一樣。

迄今為止日本、德國(guó)、中國(guó)等國(guó)家的汽車(chē)廠(chǎng)商、汽車(chē)零部件廠(chǎng)商分為兩個(gè)陣營(yíng)進(jìn)行研發(fā)，但是，通過(guò)此次收購(gòu)，WiTricity具有了絕對(duì)的引領(lǐng)優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)技術(shù)一體化、促進(jìn)國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)和線(xiàn)圈設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化。下圖展示了探討無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的企業(yè)（按照轎車(chē)類(lèi)型來(lái)分）。

達(dá)到實(shí)用化的課題是什么？

如此來(lái)推進(jìn)國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)是比較理想的，但是，這一切都會(huì)如期解決嗎？很多研究人員都在致力于解決課題，不過(guò)筆者認(rèn)為實(shí)用化的課題大致分為以下8個(gè)，其中我向列舉3個(gè)特別需要注意的方面。

1.汽車(chē)的車(chē)體布局（Layout）

對(duì)汽車(chē)廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，這是令人頭疼的問(wèn)題，無(wú)線(xiàn)充電設(shè)備并不是安裝在了所有的車(chē)型上，汽車(chē)廠(chǎng)商應(yīng)該是選擇性地安裝在了一部分車(chē)型上。今后根據(jù)需求的高漲應(yīng)該會(huì)成為標(biāo)配。但是，如果只安裝在一部分車(chē)型上的話(huà)，車(chē)輛下側(cè)就要安裝被稱(chēng)為Resonator（共振器）的無(wú)線(xiàn)接收電的設(shè)備，而車(chē)身和地面的間距就會(huì)增大，對(duì)于如何在設(shè)計(jì)方面區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)車(chē)和無(wú)線(xiàn)供電車(chē)，汽車(chē)廠(chǎng)商應(yīng)該會(huì)很苦惱吧。另外，汽車(chē)在行駛過(guò)程中可能會(huì)遇到很多飛石、如何設(shè)計(jì)防御結(jié)構(gòu)，這些都是關(guān)于汽車(chē)底部的設(shè)計(jì)方面需要考慮的課題。當(dāng)然汽車(chē)重量的增加也會(huì)影響沖撞時(shí)的安全性。

2.互換性（兼容性）

有時(shí)也被稱(chēng)為Interoperability（相互作用性、互換性、兼容性），車(chē)輛本身和地面輸送電力設(shè)備之間的兼容性也是必須考慮的問(wèn)題。無(wú)論什么車(chē)輛進(jìn)來(lái)，地面裝置都需要沒(méi)有任何問(wèn)題地進(jìn)行順利地充電。但是，現(xiàn)實(shí)中卻相當(dāng)困難。

以快速充電的例子來(lái)說(shuō)，以日本的CHAdeMO協(xié)會(huì)為中心，正在制定擔(dān)保運(yùn)用兼容性的認(rèn)證制度。也就是說(shuō)，快速充電廠(chǎng)商會(huì)在這個(gè)協(xié)會(huì)指定的認(rèn)證機(jī)構(gòu)進(jìn)行認(rèn)證試驗(yàn)，隨后，這個(gè)協(xié)會(huì)會(huì)審核來(lái)自認(rèn)證機(jī)構(gòu)的書(shū)面內(nèi)容，再發(fā)行認(rèn)證，確保兼容性。在無(wú)線(xiàn)充電方面，不是也需要某種認(rèn)證機(jī)構(gòu)嗎?

3.降低成本

雖說(shuō)EV現(xiàn)在已經(jīng)很便宜了，電池和其他動(dòng)力總成（powertrain）零件價(jià)格還是很高，所以比汽油車(chē)價(jià)格高。無(wú)線(xiàn)充電設(shè)備最初將由車(chē)輛和地面設(shè)施一起捆綁銷(xiāo)售吧。而且，地面設(shè)施也需要安裝吧。為此，如果對(duì)初期的銷(xiāo)售臺(tái)數(shù)不怎么抱有希望的話(huà)，估計(jì)會(huì)抬高銷(xiāo)售價(jià)格吧。初始階段是不是可以考慮補(bǔ)貼等支援方式呢？

從中國(guó)的雄安新區(qū)開(kāi)始普及？

那么，無(wú)線(xiàn)充電將會(huì)從哪里開(kāi)始普及呢？最有可能的地方是不是新能源汽車(chē)銷(xiāo)售急速增長(zhǎng)的中國(guó)呢？2018年中國(guó)的汽車(chē)銷(xiāo)售臺(tái)數(shù)為2,808萬(wàn)輛，與2017年相比減少2.8%,新能源汽車(chē)的銷(xiāo)售反而增加了62%，增加到126萬(wàn)輛。而且，中國(guó)國(guó)家能源局于2015年公布了《電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南》，并在第13個(gè)5年計(jì)劃（2016年-2020年）中設(shè)定了普通充電和快速充電的各個(gè)區(qū)域的目標(biāo)。預(yù)計(jì)無(wú)線(xiàn)充電的目標(biāo)數(shù)值也將包括在接下來(lái)的第14個(gè)5年計(jì)劃（2021年-2025年）中吧。

更值得關(guān)注的是中國(guó)新城市雄安新區(qū),雄安新區(qū)位于北京西南105km的地方，是分散首都功能和創(chuàng)新發(fā)展的示范城市。為此，區(qū)域內(nèi)有可能計(jì)劃全部只行駛無(wú)人駕駛車(chē)輛，與無(wú)人駕駛車(chē)輛（包括轎車(chē)、公交車(chē)）具有良好兼容性的無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)將會(huì)在雄安新區(qū)驗(yàn)證，而且預(yù)計(jì)是世界級(jí)的試驗(yàn)場(chǎng)地。至于公共汽車(chē)，用于輸送電力的Resonator（共振器）肯定不是在地面，而是像路燈一樣從公共汽車(chē)的上方對(duì)公共汽車(chē)進(jìn)行輸送電力。

那么，日本又是怎么樣呢？由于日本的EV銷(xiāo)售數(shù)量還比較少，日系汽車(chē)廠(chǎng)商應(yīng)該也在面向中國(guó)市場(chǎng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。在日本市場(chǎng)，應(yīng)該先從家用汽車(chē)開(kāi)始吧。也就是說(shuō)，房地產(chǎn)商會(huì)逐漸推進(jìn)太陽(yáng)能發(fā)電、家用蓄電池、V2H功率調(diào)節(jié)器（powerCondiTIoner）等關(guān)于充電和放電的機(jī)器的設(shè)施問(wèn)題，通過(guò)房地產(chǎn)商的推薦、汽車(chē)廠(chǎng)商的介紹等一步一步進(jìn)行完善設(shè)施吧。但是，對(duì)于日本的零部件廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，銷(xiāo)售量不會(huì)太多，截止到2030年左右都要“忍耐”……或者可以考慮進(jìn)入頗有前景的中國(guó)市場(chǎng)。

此外，還有其他值得期待的領(lǐng)域。其一是雙向供電。既可以從地面設(shè)施向車(chē)體供電，反過(guò)來(lái)也可以。通過(guò)開(kāi)發(fā)新機(jī)器，也可以靈活運(yùn)用作為V2X的雙向供電機(jī)器。但是，并不是一下子就得以實(shí)現(xiàn)，一般認(rèn)為首先開(kāi)發(fā)的是從地面設(shè)施向車(chē)體進(jìn)行無(wú)線(xiàn)充電的單一功能。

日本的大學(xué)和很多相關(guān)人士都比較關(guān)心的是行駛中的無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)。這是一種一邊供電、一邊可以行駛的系統(tǒng)，已經(jīng)在英國(guó)和韓國(guó)的實(shí)際道路上開(kāi)始進(jìn)行試驗(yàn)了。這樣，無(wú)線(xiàn)充電終于向?qū)嵱没_(kāi)始邁出了一大步，也期待今后可以開(kāi)發(fā)新的技術(shù)，這是值得期待的領(lǐng)域。

我想起了訪(fǎng)問(wèn)WiTricity時(shí)的場(chǎng)景，他們掛的不是愛(ài)迪生的肖像、而是確立電磁學(xué)的理論物理學(xué)家詹姆斯·克拉克·麥克斯韋(JamesClerkMaxwell)的肖像。去世140年后會(huì)以這一的形式為社會(huì)做貢獻(xiàn)，恐怕本人也沒(méi)有想到吧。