剪掉充电汽车的尾巴

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现在世界上很多地方都有电动汽车的充电站，对于这个产业而言，这是一件好事，但他们有时真的很碍眼。

在你心情不好，交通拥堵又赶上汽车没电的时候，那些密集的、缠绕在一起的黑色电线，大概会让你抓狂。而这样的用户体验，确实对不起电动汽车的那些消费者们。

所以，当一辆使用地下无线充电的日产凌风电动车出现在谷歌山景城总部的时候，引起了人们一阵小小的骚动。这个公司不仅盛产极客，也试图给电动车行业带来一些变化：在给电动车充电时，抛弃以往所必须的充电桩、电源插座以及电线，取而代之的是隐藏在地下的电源和变压器，装有感应装置的充电汽车只需接近充电区域，就可以对车辆进行充电了。

无独有偶，在2011年底，戴姆勒和德国康达科提-温弗勒公司也试验了一种类似的感应充电设备，他们将充电设备隐藏在停车位之下，当汽车在停车位上停放时，即可触发充电装置。这一技术的出现，将使电动车有希望告别那些麻烦的充电线。

这可不仅仅意味着电动车产业的“形象”得到改善那么简单。实际上它还将解决另一个事关电动车未来的重大问题，那就是电动车在使用过程中的充电效率。

在电动汽车行业，研究者们一直试图在两个方向上同时摸索电力问题的解决之道，一个是对电池本身进行技术创新和控制成本的努力，还有一个是外部技术―尤其是充电技术的改进。工程师们的想法是，如果充电技术能方便的如同燃油动力汽车加油一样，那么即使是电池本身的效率不高又有什么关系呢？

而目前主流的有线电动车充电解决方案，却恰恰存在着效率不高的严重缺陷。在2011年全球汽车产业论坛上，德勤事务所了一份全球电动车调查报告。这份报告统计，发达国家的消费者对电动车的兴趣明显低于发展中国家：中国购买电动车的潜在消费者可能达到50%，印度比中国还高出近10个点，而美国只有12%，日本只有可怜的4%。

电动车的电力问题影响着众多消费者的兴趣，在那些追求效率的发达国家市场上，这体现得尤其明显。大部分消费者对电动车充电一次的预期行驶里程数是380至420公里，但目前最多只能行驶约160公里；对电动车的预期充电所需时间是两个小时，但是有线充电的充电时间，却超过了4小时。这些都是可用性和易用性方面亟待解决的问题。在中国，即便每台的补贴可以高达6万元，电动车也依然乏人问津。

因此，谷歌和戴姆勒公司将电磁感应充电设备埋在停车位之下的设计方案，自然得到了一片叫好声。这个方案来自一个叫做“Effizienzhaus-PlusmitElektromobilitat”的计划。这是一个人类日常生活环保探索项目，其中一个最重要的部分就是电动汽车如何可以变成一个可连续使用且方便的交通工具。

他们提出的解决方案就是“充电不要电线”，通过在私人住宅的停车位下放置充电线圈，利用汽车内部的充电感应装置与其配合，达到为电动车充电的目的。在这样的技术手段下，充电效率达到了90%，将电力充满所需的时间也大为减少，只需要一至两个小时，与消费者的心理预期相去不远了。

它还同时解决了电动车充电站的布点问题。将设备埋藏在停车位之下，可以充分利用现有空间，用户只要把车停下就可以进行充电。除了私家车库，公用停车场也可以部署这种设备。即便是要考虑建设专用的地下感应式充电站，由于取消了充电桩、电源插座和电线等设施，需要的空间也会比有线充电站要小得多。无线充电使电动车的充电手段更为灵活，用户在很多时候都可以得到电力补充，从外部缓解了电动车电池本身效力的不足。

无线电力传输一直是人类多年来的梦想之一。早在1831年，法拉第就发现了电磁感应，后来天才发明家爱迪生以及最癫狂的科学家、交流电之父尼古拉•特斯拉，也在不知疲倦地实验如何可以隔空传输电能。但当时这些努力并没有把这个想法变成现实。

隔空充电最大的问题是传输效率。电磁辐射本身的性质决定它只适合传递信息，并不适合进行能量的传输，因为辐射没有定向性，如果用来传输能量，大部分都将浪费在传输的空间中；而那些定向性的电磁辐射，比如激光，本身存在破坏性，只适合能量输出，并不适合传送。

在谷歌和戴姆勒的工程师手里，隔空传输电力的技术终于得到了大力推进。这是一种被称为“磁性耦合”的技术，对这个拗口的术语，我们需要稍微做一下解释：在近距离内，两个频率相同的谐振物体，可以产生很强的相互感应，并且有效地交换能量。这种磁共振现象是一种电力传输的潜在手段。

它的本质是对电磁波进行感应。原理与变压器有些类似，在发送和接收端各有一个线圈，发送端的线圈连接有线电源产生电磁信号，而接收端线圈则负责感应发送端的信号，并将它转化为电流给汽车中的电池充电。

在这项技术被用在电动汽车以前，手机已经被当成了实验对象。自从手机变成功能日益强大的移动终端后，人们对它的功能寄予了越来越多的厚望，但是这一切功能都对电池的续航能力带来了挑战，因此解决手机的充电问题变得无比重要。这项技术最早的研发者是麻省理工学院的物理学助教马林•索尔加斯科，他在生活中遇到了手机因各种原因没法充电带来的问题，决定用一种颠覆性的方式寻求解决方案，最终他选择了无线传输。

在经历了种种失败之后，索尔加斯科发现“磁性耦合”可以很好地解决这个问题。但是这一效应会因为距离的增大迅速减弱，因此只适合于短距离的电池充电。传统的解决方案是加大磁场的强度，而索尔加斯科选择了使用匹配天线，这样一来就可使感应发生在相对扩大的距离内，而不用增加磁场强度。通过与麻省理工学院其它教授的合作，索尔加斯科对无线充电技术进行了成功的实验。在实验中，索尔加斯科特意让他的团队成员站在发射和接收的天线之间，以证明即便谐振天线间有物体存在，也可以发生感应。

实验成功之后，索尔加斯科得到了很多商业公司的关注，他随即和自己的实验团队成立了WiTricity公司。2011年4月27日，丰田投资了这家公司。作为一次战略性投资，丰田没有透露具体投资金额，只是表示规模超过了千万美元。得到在电动车领域投入颇大的丰田的投资至少表明，无线充电在未来新能源汽车领域有着光明前景。

在接受《第一财经周刊》采访时，上海交通大学机械与动力工程学院教授、汽车工程研究院院长许敏透露，目前汽车无线充电技术可以做到在一米左右的距离、接收发出的95%的电力的效果。如果将普遍使用的化学电池换为物理性质的电容，就能更好地解决充电速度慢的问题，这会更进一步推动电动汽车产业的发展。一个更大胆的计划是，可以将感应电圈像排水管道一样埋放在一些特定路段，电动汽车直接开上这条路就可以进行感应充电。这种方法既不需要充电站一般的投资规模，也不占用额外的地皮，只要车道下埋放充电线就好。

但眼下，这样的想法还是显得过于乐观。

汽车无线充电技术虽然初露曙光，但离踏上真正的商业化仍有一段距离。首先需要解决的是感应技术的灵敏程度，以及由此引发的智能匹配问题。感应式线圈是目前看来最可行的无线充电手段，通过在接收线圈上配备一个电容、构成一个具有特殊功能的天线，在特定的频率下与发射线圈共振，之后便可以开始转化电能。道理并不复杂，但是如何能让不同公司、不同型号的汽车，都能方便地找到这个频率，却是一个大问题；此外，如果发射器附近放置的是不匹配的异物，就有可能引发危险，所以无线充电设备需要有对受电目标的识别，只有识别准确了才能够送电。

如此看来，所有这些设备―无论是发射设备还是接收设备，都必须能针对共振频率进行自我调整、智能识别，这样才能走向真正的市场化。这意味着必须建立一种行业标准，使技术可以跨品牌使用。不仅要有一组通用的共振频率，还需要一套标准的识别码发送、解码和激活技术。这一切都是为了发射器能够在各种条件下正确感应到接收器，以便传送电力。消费者并不愿意看到每一家公司都各自推出自己的无线充电标准，因为那意味着发展这一技术的初衷已经荡然无存。

精明的汽车公司的老板们不会不知道这一点。不过要让他们下定决心，恐怕就是另一回事了。多家公司共同遵循同一种行业标准，并且还是颠覆性的，在很多时候都不是一件容易实现的事。这已经不是技术问题，它通常与环境、时机和运气有关。我们能做的，恐怕只有等待。

在电池技术无法取得突破性进展的今天，想到用更方便、更快速的充电方式来刺激电动汽车市场的发展，是一个聪明的举动。如果无线充电技术最终能够走出实验室、并且形成标准化，那么将带动更多人选择电动汽车。到那时，电动汽车也将会从小众市场走向主流。