電動汽車無線充電有了更多可能

有望實現“即泊即充”“邊開邊充”

◎本報記者 姜 靖

手機無線充電已經實現，電動汽車是否也能無線充電？

香港城市大學工學院電機工程學系助理教授江朝強團隊研發出的新型高功率22千瓦納米晶智能無線充電技術，為此提供了一種方案。該技術讓無線充電效率達到96%，充電系統體積減小20%、重量降低14%，為無線充電技術在電動汽車大面積推廣帶來了新的可能。

無線充電技術，又稱為感應充電，是通過電磁場將電能從充電器無線傳輸到電池的一種方法。其核心優勢在於無需插拔充電線，只需將電動汽車停放在充電區域即可完成充電，大大提高充電便捷性，降低充電接口的故障率。“無線充電技術現已在一些高端電動汽車中得到應用。隨着技術的成熟和成本的降低，未來無線充電技術有望成為主流。”江朝強説。

目前，電動汽車無線充電技術通常採用鐵氧體磁芯，但鐵氧體熱穩定性差、磁性損耗大。為了突破材料限制，無線充電器增加了很多冗餘設計，導致其功率密度低，重量和成本高，進而影響無線充電技術的普及。

為此，江朝強帶領團隊對磁材料和磁路設計進行優化，將厚度小於18微米的納米晶合薄帶混合式層疊在磁耦合機構上，以替代傳統鐵氧體。納米晶合金材料飽和磁感應強度更高，可達1.2特斯拉，遠高於傳統鐵氧體的0.45特斯拉，具有熱穩定性強、磁芯損耗低等優點。因此，可將無線充電器尺寸設計得更小，並有效減少環境温度對充電效率的影響。

江朝強介紹，納米晶材料能在更寬的温度範圍內保持高效運作，但其電導率較高，在高頻磁場中會導致較高的渦流損耗，直接簡單替代鐵氧體不能充分發揮其材料優勢。對此，團隊通過精確設計磁芯的幾何形狀和磁屬性配置，對磁耦合機構進行優化，使其能量傳輸更加直接和高效，減少不必要能量損耗。團隊還利用納米晶材料的高靈活性，設計出多種磁導率組合，可根據不同的應用需求，實現電、磁、熱性能之間的最佳平衡。

該無線充電技術可應用於停車場、購物中心、家庭車位等場所，車主只需將車輛停放在指定位置，無需插拔電纜，就能實現“即泊即充”，大大提高充電便捷性。無線充電設備還可嵌入道路，使電動汽車實現“邊開邊充”，尤其適合長途卡車和公交車。

江朝強説，隨着自動駕駛技術的普及，未來無人駕駛汽車自動駛入充電區域，無需人工干預，即可實現充電，將大大提高電動汽車的運行效率，有利於推動智能交通網絡建設。

在未來的智慧城市中，電動汽車不僅是交通工具，更是智能電網的重要組成部分。無線充電技術可與智能電網相結合，優化能源管理，實現智能調度和負載平衡，確保電網穩定性，並提高能源利用效率。

隨着技術不斷成熟和成本降低，無線充電技術還有望在無人機、機器人等更多領域得到廣泛應用。