行車路上，新能源汽車邊開邊充電，不需要再去尋找最近的充電樁。拿著手機發現電量低時，可像搜索WIFI信號一樣尋找無線充電設備“接上電源”。家里不再因為插頭的擺放、電線纏繞而煩惱……

無線充電技術，從理想到現實

何為無線充電?顧名思義，無線電能傳輸技術借助于磁場、電場、微波等空間無形軟介質，實現電能完全意義上無線柔性傳輸的新技術，也就是說，各類需要充電的電子設備甩掉“大辮子”。

“其實，無線充電技術可以追溯到19世紀。”中國礦業大學電氣與動力工程學院電氣工程系副主任夏晨陽教授告訴記者。1899年，在法拉第發現電磁感應定律近70年之后，“無線輸電之父”特斯拉構想了一種無線輸電方法，然而，他的無線輸電構想并沒有得到實現。

直到21世紀，隨著技術的發展，智能手機的大規模普及，無線充電開始在手機行業得到了大規模的應用。而如今人們熟知的電動汽車公司特斯拉，也是向多年前這位科技先驅致敬。

目前，我們使用的手機等無線充電設備一般使用的是磁耦合無線電能傳輸技術，它基于磁場耦合原理，實現電能從電源端到用電設備端的無電氣連接傳輸。夏晨陽解釋:“磁耦合無線電能傳輸技術的工作原理與變壓器原理類似。在充電板和手機中各有一個線圈，分別為發射線圈和接收線圈。輸入電能經過電能變換環節后變為高頻交變電壓(或電流)，在磁耦合機構的發射線圈中形成高頻交變電流，從而在該線圈附近激發出高頻交變磁場;高頻交變磁場使得一定空間范圍內的接收線圈產生同頻的交變電流，相應電能通過諧振電路后經電能變換電路輸出給負載。”

未來已來，無線充電悄然改變生活

近年來，小米、華為、三星、蘋果也已經相繼推出無線充電手機。與此同時，無線充電電動汽車也已經逐漸從“試驗田”走向市場。

“目前電動汽車領域的無線充電分為定點無線充電技術和在線無線供電技術。”夏晨陽介紹，定點無線充電技術指為電動汽車在停車位置上提供無需任何導線插拔的充電方式，而在線動態無線供電技術則為電動汽車在行駛過程中提供持續的電力供應。“簡單來說，一種需要停車充電，一種可以邊開邊充電。”

在蘇州，2018年，一條總長約500米、寬3.5米的“三合一”電子公路在同里新能源小鎮正式亮相。這也是世界上首次實現路面光伏發電、動態無線充電以及無人駕駛三項技術融合應用的電子公路。

在這條電子公路上開車將是怎樣的體驗呢?國網蘇州供電公司科技互聯網部專職工程師姚曉君向記者描述:“電子公路的承壓和耐磨能力不低于二級公路水平。開車時，不知不覺中正在充電，能量轉換悄然進行。”

原來，這條公路引入了目前國際最高級別的Level-4級無人駕駛車輛，經改裝具備無線充電功能，且動態充電效率達到了國際領先水平。不僅如此，“三合一”電子公路的動態無線充電采用無縫切換技術，電磁輻射量遠低于國際標準限值。且道路同時集成智能路側設施、LED路面標識、電子斑馬線等元素，體現了智慧交通理念。“這種全新的公路創造了能源即時生產和消費的新模式，開啟了光伏發電、電動汽車、無人駕駛、人工智能等產業轉型發展的新方向，為新技術研發、新材料研制、新標準研究提供了新路徑，是未來建設新能源利用綜合體和新型智慧城市的有益探索，也為現代生活帶來了更安全、便利、舒適的新體驗。”姚曉君表示。

無線連通時代，智能化將大步邁進

“和傳統有線充電方式相比，無線充電最顯著的優勢在于它的靈活性。當擺脫電線的束縛，電子產品將有無限可能。可以適當想象，未來的無線充電會像無線通信領域一樣，從1G到5G……不斷發展。”夏晨陽表示。

在手機、電動汽車、軌道交通領域，無線充電將給人們的生活帶來巨大變化。而在工業互聯網領域，無線連通將讓智能化邁進一大步。夏晨陽介紹，當智能化設備在不停機狀態無線充電時，就意味著其續航時間長、作業效率得到顯著提高，真正做到24小時“永動”;“一邊工作一邊充電”，也意味著設備的電池體積和容量的減少。“值得關注的是，無線充電在一定程度上可有效克服裸露導體造成用電安全問題，能夠避免潮濕、水下、易燃易爆等工作環境下，因接觸式供電引起的觸電、爆炸、火災等事故。”

行業未來可期，現階段還有很多的技術難點需要攻克。江蘇智行未來汽車研究院院長華國棟表示，目前來看，傳輸效率是無線充電面臨的普遍問題。特別是對于電動汽車這樣充電功率更大的“電器”來說，電能首先轉換為電磁能，之后再轉換成電能，兩次轉換都會損失不少的能量。此外，電磁兼容也是無線充電需要解決的技術瓶頸之一。電磁能很容易產生泄漏，當大功率的車用無線充電設備運行時，也會對周圍的生物和電子設備產生影響，甚至會危害人體健康。

那么，終有一天，無線充電會完全替代有線充電嗎?夏晨陽表示，無線充電技術的定位是導線接觸式供電技術的重要補充。無線供電在電動汽車、智能化無人裝備等領域有著有線充電不可比擬的優勢，該技術非常適合在“不可、不宜”等場合實現電能的靈活傳輸與轉換。但在一些特定場合，有線充電依舊擁有優勢。