尼古拉特斯拉是一位富有遠(yuǎn)見(jiàn)的發(fā)明家和工程師，他啟發(fā)了埃隆馬斯克的著名電動(dòng)汽車(chē) (EV) 品牌，他在一個(gè)世紀(jì)前就預(yù)見(jiàn)到了無(wú)線電力傳輸?shù)臐摿?。今天的電氣工程師正在使特斯拉的愿景得以體現(xiàn)。感應(yīng)充電，也稱為無(wú)線充電，涉及通過(guò)電磁場(chǎng)在兩個(gè)物體之間傳輸能量。這個(gè)概念在 1970 年代中期經(jīng)過(guò)改進(jìn)并應(yīng)用于幾個(gè)小型應(yīng)用程序，正在消費(fèi)者手機(jī)和電動(dòng)汽車(chē)中卷土重來(lái)。

到目前為止，最流行的感應(yīng)充電應(yīng)用可能是感應(yīng)爐灶，它至今仍在使用，但僅占 爐灶市場(chǎng)的大約 5%。這些爐灶面最喜歡的一個(gè)好處是一旦關(guān)閉電源，燃燒器冷卻的速度有多快，因?yàn)闊崃渴峭ㄟ^(guò)電磁場(chǎng)傳遞的——而不是從爐子的玻璃表面?zhèn)鬟f到鍋。

在過(guò)去的幾年里，高端智能手機(jī)制造商已經(jīng)為智能手機(jī)采用了類似的感應(yīng)充電技術(shù)。人們現(xiàn)在可以使用墊子為智能手機(jī)充電，而不是將手機(jī)插入墻上。只需將手機(jī)放在充電板上，一兩個(gè)小時(shí)內(nèi)即可充滿電。聽(tīng)起來(lái)很容易，而且確實(shí)如此。

同樣的概念——充電板等等——現(xiàn)在正被應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)。許多人可能很快就可以使用比他們的汽車(chē)小一點(diǎn)的充電板來(lái)為他們的電動(dòng)汽車(chē)充電。不需要電纜或插頭。取而代之的是，汽車(chē)在汽車(chē)底部配備了一個(gè)電源接收器，儀表板設(shè)備會(huì)告訴駕駛員接收器何時(shí)正確放置在墊子上方并準(zhǔn)備好接收電源。該墊具有用于電壓控制的電源，并通過(guò)汽車(chē)和墊之間的氣隙將電力傳輸?shù)狡?chē)的接收器。

保持安全

為了在電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)保持安全，隔離技術(shù)是必須的。無(wú)論 EV 充電是使用插入式電纜還是來(lái)自充電板的電磁場(chǎng)， 隔離集成電路 (IC) 都是有助于保持充電過(guò)程對(duì)人員、數(shù)據(jù)和車(chē)載組件安全的關(guān)鍵組件。

隨著千瓦級(jí)功率傳輸?shù)诫妱?dòng)汽車(chē)，功能集成的隔離 IC 有助于實(shí)現(xiàn)充電過(guò)程并確保整個(gè)過(guò)程中的功率暴露是安全的。與隔離技術(shù)集成的功能包括移動(dòng)信號(hào)的數(shù)字隔離器、測(cè)量電流和電壓的隔離傳感器，以及用于電源開(kāi)關(guān) FET 和 IGBT 的隔離柵極驅(qū)動(dòng)器。作為安全產(chǎn)品，隔離器必須符合復(fù)雜的國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)。借助電力傳輸過(guò)程中涉及的隔離技術(shù)，電磁充電應(yīng)用將與電纜插入式充電系統(tǒng)一樣安全。只要在發(fā)射器板和接收器模塊中正確包含基于隔離 IC 的電流接地隔離，即使是家庭貓?jiān)跓o(wú)線充電區(qū)域也應(yīng)該是安全的。

豪華充電

聽(tīng)起來(lái)很簡(jiǎn)單，無(wú)線充電體驗(yàn)是有代價(jià)的。今天現(xiàn)有的無(wú)線電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)是一種奢侈品。保時(shí)捷最近推出了 最新的 Taycan 車(chē)型，是最早在某些經(jīng)銷商處提供該技術(shù)作為附加選項(xiàng)的原始設(shè)備制造商之一。其他 OEM 正在將無(wú)線充電融入其下一代設(shè)計(jì)。 據(jù) IHS 稱， 電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電系統(tǒng)的平均成本接近 2,500 美元，而插入式系統(tǒng)的平均成本為 300 至 500 美元。行業(yè)可以看到無(wú)線充電顯著價(jià)值的地方最有可能出現(xiàn)在車(chē)隊(duì)市場(chǎng)，例如，市政巴士可以在乘客停靠期間為乘客充電——當(dāng)他們坐在交通中或在整個(gè)城市的指定樞紐時(shí)——而送貨卡車(chē)和貨車(chē)可以做同樣的事情。汽車(chē)租賃公司可以通過(guò)在機(jī)場(chǎng)和汽車(chē)還車(chē)中心卸貨和清潔車(chē)輛時(shí)為其充電，從而獲得寶貴的業(yè)務(wù)效率。

過(guò)去 10 年，中國(guó)等國(guó)家的電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展迅速增長(zhǎng)， 2018 年電動(dòng)汽車(chē)的銷量 超過(guò)了世界其他地區(qū)的總和。根據(jù)國(guó)際能源署 (IEA) 的數(shù)據(jù)， 2018 年全球部署的乘用電動(dòng)汽車(chē)超過(guò) 500 萬(wàn)輛， 比上一年增長(zhǎng) 63%。IEA 估計(jì)，截至 2018 年底，全球充電站數(shù)量約為 520 萬(wàn)個(gè)，高于前一年的 44%。值得注意的是，這些充電設(shè)施中有 90% 是私人充電點(diǎn)。

隨著電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)的繼續(xù)采用，充電基礎(chǔ)設(shè)施的未來(lái)仍在發(fā)展中。顯然需要更多的電動(dòng)汽車(chē)充電站，政府政策和商業(yè)舉措的結(jié)合將推動(dòng)充電基礎(chǔ)設(shè)施的擴(kuò)張。雖然有線充電技術(shù)目前在市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位，但無(wú)線充電將獲得應(yīng)有的地位，并隨著時(shí)間的推移從高端利基市場(chǎng)轉(zhuǎn)移到主流市場(chǎng)。