無線供電技術在智能手機等便攜終端領域實現產品化后，在汽車領域也即將實用化。關于國際標準的探討也進入尾聲，2015年5～6月將敲定方向。屆時，為市售汽車配備靜態無線充電（定點充電）功能的環境將準備就緒。

　　無線充電技術的源起、標準化與車企實踐

　　2013年11月，電動汽車無線供電向實用化邁進了一大步。美國汽車工程師協會（SAE）宣布就電動汽車無線供電使用85kHz頻帶（81.38k～90.00kHz）達成一致（圖1）。而在此之前，有關無線供電頻帶的爭論一直呈膠著狀態，成為阻礙實用化進程的壁壘。

　　圖1：美國汽車工程師協會（SAE）宣布電動汽車無線供電采用85kHz頻帶（81.38k～90.00kHz）的資料

　　達成一致的85kHz頻帶是日本各汽車企業與美國高通公司等主張的頻帶。SAE制定的無線供電標準“SAEJ2954”計劃包含最大輸出功率為3.7kW（一般家庭）、7.7kW（公共）、22kW（快速充電）、200kW（大型車輛）的4種標準。

　　圖2：日產汽車2012年公開的EV轎車“LE概念車”

　　“2年內投入實用”——日產汽車在2012年4月召開的“紐約車展”上宣布將為2年內上市的EV采用無線供電技術。在全球首次公開展示了預定以“英菲尼迪”品牌上市的純電動（EV）轎車“LE概念車”（圖2）。這將成為世界上第一輛標配電磁感應方式無線供電系統的量產車。

　　日產汽車2011年宣布將與合作伙伴法國雷諾聯手，在2016財年之前，累計銷售150萬輛EV。但截至2014年3月底，日產汽車的EV累計銷量為11萬輛，雷諾為4萬輛，相加僅為15萬輛。由于EV的銷量遠低于計劃，該公司推遲了以英菲尼迪品牌推出新款EV，以及無線供電系統實用化的時間。但私底下并沒有停下開發的腳步。

　　已利用EV“LEAF”等車型完成試制

　　圖3：已利用EV“LEAF”等車型完成試制

　　日產汽車曾向新聞媒體公開展示了“HYPERmini”和“LEAF（聆風）”的無線供電系統實驗。展示車輛設想采用的系統最大輸出功率為3.3kW。以240V的電壓充滿需要8小時。地面線圈設置在車主自家的停車場，而非公共場所。

　　為防止地面線圈與車輛線圈錯位，車輛配備有基于環視監視器的自動泊車系統，只要在導航儀系統中預留泊車車庫的位置，進入車庫后，自動泊車系統就會自動啟動。

　　強化無線供電的不只是日產汽車。豐田為實現電動汽車無線供電的實用化，已于2014年2月開始在愛知縣豐田市開展驗證實驗。該公司以插電式混合動力車（PHEV）“普銳斯PHV”為原型，開發出了配備磁共振式無線供電系統的汽車。無線供電系統的輸出功率為2kW。使用頻帶是已經基本作為國際標準取得共識的85kHz頻帶。電力傳輸效率約為80％。

　　圖4：配備無線供電功能的豐田“普銳斯PHV”

　　豐田表示，“在驗證實驗中，（地面上設置的）供電線圈與（車輛底部設置的）受電線圈的距離（線圈間距）約為15cm左右。水平錯位的最大允許范圍是一條輪胎的寬度（20cm左右）。前后方向利用車載導航儀的輔助，基本不出現錯位”。

　　本田結合自動泊車

　　本田也在進行開發。該公司于2014年6月16日公開了配備無線供電系統的“飛度EV”實驗車輛。該車是正在埼玉縣埼玉市實施驗證的智能住宅（新一代節能住宅）項目的一環。實用化將力爭于2016年實現。

　　飛度EV的特點是結合了自動泊車系統。通過采用基于自動駕駛的精確泊車系統，“可使車輛以縱向±5cm，橫向±10cm的精度，在供電線圈上方自動泊車”（本田）。能夠使電力傳輸效率保持在80～90％。

　　電子界卷入開發競爭

　　致力于無線供電系統開發的不僅僅是開發電動汽車（EV）及插電混合動力車的汽車廠商（圖5）。除了汽車行業的眾多企業之外，電子企業也也被卷入相關開發競爭。

　　圖5：奧迪開發的電動車輛用無線供電系統

　　在電子企業中，對無線供電系統的研發尤其下力氣的是美國高通（QualcommTechnologies）。該公司2011年11月宣布，從擁有眾多電磁感應式無線供電技術專利的新西蘭奧克蘭大學（UniversityofAuckland）收購了無線供電技術相關資產。

　　高通以收購獲得的技術為基礎，開發了用于電動車輛的無線供電系統“QualcommHalo”。最近，該公司又與梅賽德斯AMG馬來西亞石油F1車隊展開了共同研發。

　　圖6：高通開發的、支持3.3k～20kW功率范圍的無線供電系統

　　高通無線供電系統的特點之一是支持多功率。受電圈有3.3kW、6.6kW、20kW產品，送電圈支持最大20kW的全部功率（圖6）。如果只是在家中利用夜間8小時來緩慢充電，有3.3kW就足夠了。而外出時想要充電的話，則可選擇支持20kW的無線供電系統。

　　而長期以來的技術課題，也就是送電圈與受電圈的錯位問題，則可通過組合自動泊車技術來解決。除了前篇中介紹的本田之外，電裝也開發了自動泊車與無線供電功能相組合的系統。該公司在2013年10月舉行的“第20屆智能交通世界會議”上做了相關演示。

　　在此次會議上，電裝將能夠自動泊車和自動充電的系統命名為“SmartCharge”，提出了相關解決方案。進行了根據控制中心的指示使停車場內的車輛自動行駛，以及使車輛在指定時間自動向指定場所移動的演示（圖7）。

　　自動行駛時使用監視前后左右的4個攝像頭、檢測前方物體的激光雷達、提高位置精度的準天頂衛星定位技術，以及內置的地圖數據。

　　圖7：電裝演示可自動泊車和自動充電的系統“SmartCharge”。

　　在自動泊車方面，德國博世（RobertBosch）正在推動實用化進程。使用該公司開發的系統時，在車輛進入停車場后，駕駛員可下車用智能手機等發送“開始自動泊車”的指示。為安全考慮，可在駕駛員現場守護的情況下使用。在掌握周圍情況時，主要使用歐洲廣泛使用的超聲波傳感器（聲納）。

　　另外，在解決錯位問題時，研究送電圈及受電圈的構造也是有效手段。無線供電用線圈的形狀可大致分為圓形和方形兩類。歷史長的圓形產品在成本等方面具有優勢。而方形產品的優勢則是對水平向錯位的容許量較大。

　　在行駛中實現為車充電

　　在停車狀態下用無線供電技術為車輛充電（定點充電）的功能將在不久后邁向實用化。以推出首款產品為目標的技術開發很可能已有了眉目，但這并不意味著開發就由此結束。

　　這是因為，要想使電動車輛及其無線充電系統進入普及期，還必須要進一步提高電力傳輸效率并降低成本（圖8）。

　　圖8：大眾EV“e-up！”在前蓋下的發動機室中配置普通充電口。要想插入充電電線，必須要先從后備箱中拿出充電電線，然后打開前蓋，易用性稍差。

　　日本經產省負責人表示：“要想使電動汽車（EV）及插電混合動力車（PHEV）普及，就必須要擴充充電基礎設施。在這方面，無線供電技術被寄予厚望。”

　　在汽車無線充電方面，還有一個市場將來有望實現大幅增長。這就是為行駛中的車輛充電（走行中充電）的系統。在行駛中實現充電，便可減小電動車輛配備的二次電池的容量，降低車輛成本，同時還可延長續航距離。

　　“100年后的汽車恐怕將不再依附于‘發動機’、‘電池’及‘快速充電’，而是要靠‘電機’、‘電容器’及‘無線’技術來行駛。行駛中的無線充電系統需要新的技術”——東京大學研究生院新領域創成科學研究科教授、日本汽車技術協會技術擔當理事堀洋一指出了為行駛中的無線充電系統實施新技術開發的重要性。

　　至于汽車無線充電系統的實用化，有很多日本研究人員在描述前景時表示：“目前還為時尚早，將在2020年東京奧運會時開始宣傳技術，力爭2030年前后實現普及。”也就是說，日本業界很可能會依據開發出來的技術在市場上確立優勢地位。

　　但現在時間已經不充裕了。日本汽車技術協會無線供電系統技術部門委員會干事橫井行雄警告稱：“日本起步較晚，眼巴巴地看著別人不是回事兒。”。

　　對日本構成威脅的是韓國政府研究機構韓國科學技術院（KAIST）。據橫井介紹，KAIST“正以今后5年內為目標全力開發1MW級別的行駛中充電技術”。

　　圖9：KAIST于2009年2月發表的、作為第一代OLEV的高爾夫球車。

　　KAIST早在6年多以前就已開始開發可在行駛中充電的系統“OLEV：On-Line Electrical Vehicle”。2009年2月在KAIST設施內進行了高爾夫球車的實車行駛實驗，然后同年6月對大型巴士、同年7月對SUV（多功能運動車）進行了實車行駛實驗（圖9）。同年12月制造了4輛大型巴士，開始在研究所內運行。

　　另外，KAIST還于2010年3月在首爾大公園內的行駛線路上啟動了園內移動用列車型EV的運營項目。在連接3輛，對合計19噸的“列車”進行牽引的EV上，配備了最大輸出功率為240kW的電機。配備鋰聚合物二次電池，容量為24.8kWh。最高時速為40km/h。在道路下面鋪滿了供電用的線圈，在總長2.2km的區間內設置了400m左右的供電區間，可將“二次電池的配備量減少至通常的20％左右”（KAIST）。

　　KAIST仍在推進開發。在2015年3月20日研討會上，KASIT核能與量子工程學教授ChunT.Rim自信地表示：“目前正在開發第五代OLEV。輸出功率達到100kW。即使道路內配置的送電軌（線圈）與車輛的受電圈離開有20cm，也可實現超過80％的電力傳輸效率。”