2014年06月19日08:39
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“無線充電是提高純電動汽車價值的關鍵技術之一，其探討的重點正（從標准）轉向如何在市場導入”，日本經濟產業省制造產業局汽車課電池與新技術室長ITS推進室長吉田健一郎在2014年5月24日召開的純電動汽車國際學會“EVTeC & APE Japan 2014”上說道。
純電動汽車用無線供電系統結構圖（圖：高通）
事實上，將無線充電系統推向市場必不可少的標准制定工作已接近尾聲。在日本負責純電動汽車無線充電系統標准化工作的業界團體“寬帶無線論壇（BWF）”的WPT標准開發分會副主任佐佐木邦彥介紹說，“2015∼2016年，各汽車廠商將開始推出無線充電功能。因此我們正加緊工作，爭取在2014年內制定出標准”。
慶幸的是，過去存在爭論的無線電力傳輸頻率方面，業內達成了一致，決定採用85kHz。推進“SAE J2954”標准制定的美國汽車工程師協會（SAE）於2013年11月宣布採用85kHz，日本企業也“將85kHz列為第一候選”（佐佐木）。
控制2個線圈
隨著純電動汽車無線充電系統標准的確定，各企業開始積極公布以實用化為前提開發的技術。
美國高通公司開發出了通用性強的供電線圈。該公司主導無線充電業務的AnthonyThomson（高通歐洲公司業務開發兼營銷副總）指出：“無線充電最重要的是確保通用性，這也是我們的開發重點。”
估計各汽車廠商會在純電動汽車上配備各種受電線圈。因此就必須要有能夠吸收差異、互相通用的供電線圈。Thomson指出：“在家裡充電的話，使用汽車廠商自主設計的供電線圈沒什麼問題。但設在便利店及公共設施等的停車場的供電線圈必須具備通用性。”
高通開發出了通過組合2個圓形線圈來確保通用性的技術（圖1）。其特點是將2個線圈部分重疊。Thomson介紹說，“採用這種形狀的理由是，能夠應對受電線圈的不同形狀以及供受電線圈的各種位置關系等很多情況”。
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圖1：使用1種供電線圈以確保通用性 高通開發出了將2個線圈部分重疊配置的供電線圈（a）。通過使2個線圈的電流相位錯開，可以控制耦合強度。（圖為本站根據高通的資料繪制而成） |
具體來說，就是通過控制2個線圈的電流的相位差來改變耦合強度。比如，如果供電線圈與受電線圈之間的距離較遠，就通過提高耦合強度來銳化峰值。這樣雖然電力傳輸范圍縮小，但能夠延長電力傳輸距離。反之，如果線圈間的距離短，則能容許較大的橫向錯位。
Thomson表示，“高通會向SAE等機構推薦新開發的供電線圈，促使他們將其寫入標准”。高通的電力傳輸技術採用磁共振方式，最大輸出功率為20kW。
東芝開發出螺線管線圈
東芝則在大力開發85kHz無線充電的受電線圈。該公司通過改進線圈形狀，在供電線圈與受電線圈相距17cm的情況下，也能以約89％的效率進行無線充電。當水平方向的錯位達到25cm時，也能實現85.2％的電力傳輸效率。東芝採用的電力傳輸技術與高通一樣，是磁共振方式。不過，目前還不確定東芝與高通的方式是否具有通用性。
東芝開發的受電板由螺線管線圈、2個鐵氧體芯、共振用電容器等組成（圖2）。受電板的尺寸為40cm×60cm，鐵氧體芯採用厚度為5mm的產品。還同時開發出了將線圈收到的電波轉變成電力的電路。體積為5.3L，重量為6.5kg。
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圖2：利用螺線管線圈，延長電力傳輸距離 東芝通過調整螺線管線圈的形狀，開發出了供電線圈與受電線圈相距17cm時、能夠以約89％的傳輸效率無線充電的技術（a、b）。（圖為本站根據東芝的資料繪制而成） |
該受電板的輸出功率為7kW，是有線充電系統的2倍以上，因此可使充電時間減半。該項目的開發負責人尾林秀一（東芝研發中心無線系統研究室）指出：“要想普及無線充電，必須使其相對於有線充電有明顯優勢。使用無線充電的話，普通充電也應該達到7kW的輸出功率。”（作者：久米 秀尚，日經技術在線！供稿）
