詳解汽車無線充電發展現狀

磁共振支援高功率與較遠傳輸距離

各國政府積極推進新能源車發展，提升用戶在充電環節的服務體驗與提升續航里程成為各車廠努力方向，除了提升電池容量外，快速充電與無線充電亦為各車廠與Tier 1重點研發項目。

BMW宣布2018年7月將投入無線充電系統生產，並於德國率先導入於BMW 530e iPerformance PHEV車型。未來汽車僅需停放於充電底座正上方，按下啟動按鈕，無需電纜即可開始充電，充電完成系統也將自動關閉，此系統率先提供車主安裝於自家車庫中，透過3.2kW功率在3個半小時內將電池充飽，使充電易用性與便利性有望大幅提升。

此次，BMW推出的無線充電系統並非汽車領域首例，早在2007年MIT研究團隊設立的WiTricity及以磁共振技術為主軸，與Toyota、Audi、Mitsubishi與Honda等車廠展開合作；2012年美國廠商Evatran則透過Plugless Power計劃，對Nissan Leaf與GM Volt車主進行實證測試，爾後包括Daimler、BMW、GM等車廠皆陸續投入無線充電方案測試。

相較於中低功率的無線充電系統主要採用WPC的Qi標準，以磁感應技術為主，汽車領域則多採用磁共振技術，僅有Evatran、Bombardier等少數廠商採用磁感應方案。主要原因系磁共振技術支援較高功率與較遠傳輸距離，在汽車充電動輒千瓦的功率，與底盤與地面距離較遠難以近距離耦合的條件下，磁共振技術即廣泛被車廠採用。

以往多有磁共振技術充電效率不佳之討論，隨著各解決方案提供商積極投入高效率天線設計、高效能電力轉換技術等，目前採用磁共振技術的汽車無線充電方案皆可達到85～90%的充電效率，與磁感應技術90%傳輸效率相比，已相當具有競爭力。

相關標準制定將實現跨廠兼容，提升充電服務可接近性

目前汽車無線充電仍停留在標準測試的階段，其中SAE主導汽車無線充電發展，其於2014年即已公告針對EV與PHEV的國際無線充電標準J2954，與無線充電通訊標準J2847-6，其中J2954將汽車無線充電依據輸出功率分為4個級別，包括家用充電設備的WPT1支援3.7kw、用於公共與半開放停車場的WPT2支援7.7kw，以及應用於快速充電的11Kw與22Kw；同時，J2945也要求無線充電系統需兼容各家電動車，此亦將解決目前採用電纜充電存在介面標準不一的問題。

除SAE外，包括國際標準組織IEC亦已針對地面端無線充電訂定標準IEC 61980，ISO19363則是針對車輛端訂定標準；另外，德國STILLE計劃、日本JSAE等也陸續推出汽車無線充電標準，中國為全球最大新能源車市場，對於汽車無線充電需求也不小，2015年中國新能源汽車EV無線充電標準委員會也已訂定無線充電系統要求、通訊協議與電磁環境限值與測試方法等，目前皆已進入最後審批階段，包括吉利汽車、小鵬汽車、Nissan與BMW等皆已於中國展開功能交互操作測試。

隨國際標準組織皆已進入最後標準測試階段，預計2019年將完成相關標準訂定，屆時無線充電系統廠在產品規劃與市場推廣上亦將有所依循；對消費者而言，無線充電除可提升易用性外，未來也無需考量充電介面不一的問題，當基礎建置大規模布建後，任何設置無線充電站的停車場皆可進行充電，充電服務的可接近性將大幅提升。

結合智慧城市實現動態充電

觀察現有汽車無線充電方案，功率普遍落在WPT1等級，亦即無線充電將率先實現於家用充電設備，隨著各大車廠陸續投入測試與國際標準頒布，無線充電將往7.7kW方向發展，其功率較大得以縮短充電時間，也較適合安裝於公用停車場，以符合4～8小時停車充電需求，但此類皆屬於靜態充電。

更多車廠與政府單位希望實現的或許是進一步結合公共建設，實現高功率、短時間的動態充電，此亦代表著汽車無線充電將成為智慧城市中的重要環節，包括在等待紅綠燈、公交車停靠站等短暫停留的場景，透過無線充電裝置的布建，讓汽車充電更容易與方便，目前包括義大利、韓國與瑞典等國家皆已展開動態充電測試。

文丨拓墣產業研究院 林雅惠

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