美国橡树岭国家实验室（ORNL）最近又取得一项突破，科学家们仅仅用了20分钟，就为一辆现代科纳电动汽车充了50%的电。你可能会说，切！这有什么了不起，丰田还说固态电池10分钟可以充到80%呢。问题是，橡树岭用的是无线充电，无线啊，朋友们，这是要逆天了吗？
很多朋友可能还无法理解无线充电的重大意义以及未来的宏大景象，这么说吧，我感觉有线充电可能只是一个过渡，无线充电才是人类的未来！未来人类社会将可能进入无处不在、随时充电的无线充电时代。
不管是你的智能设备，还是电动汽车、机器人，只要往无线充电的标志处一停一放一贴，甚至就放那儿什么都不管，几分钟后就可以满血复活，因为未来可能会进入全然电动的智能时代，充电将成为最基本、最频繁的需求，有极大的可能会普及成为最方便快捷的无线充电模式。
你可能会不以为然，那么我们来看看现在如日中天、到处都在开发的，可以自由行走的类人机器人，目的就是要取代人类的工作。比如一个车间里到处都是这种机器人，几个小时就需要充一次电，如果有线充电的话，无疑会带来效率的降低和生产线的管理问题，而如果在车间里任何地方都能无线充电，那么机器人就可以一边充电，一直连续工作，极大地提高工作效率，这都不是996，而是247了。
家庭场合也是这样，未来家庭智能化设备越来越多，如果什么都需要插上插头充电，会给我们带来很大的麻烦，每天光是充电恐怕都会耗费你很多时间和精力。而如果家里安装了无线充电设施，就可以让充电变成完全自动的，你根本无需做任何事情，你的手机、电脑、笔记本、打印机、扫地机器人、音箱、耳机等等，就可以一直工作下去，是不是会带来极大的方便，并提高效率呢？
所以未来无线充电，有可能会发展成为一个单独的巨大的市场领域，众多研究机构和公司也都开始提前布局，尤其是在电动汽车领域。根据加拿大调研公司Nova One Advisor的报告，2022 年全球电动汽车无线充电市场规模约为3406万美元，到2032年预计将达到212亿美元，年复合增长率高达90.3%。
美国橡树岭国家实验室早在2016年就开始了研究，并开发出世界上第一个电动汽车无线充电器，功率为20千瓦，到2018年已将功率提高到了120千瓦。但他们并没有止步，通过不懈的努力，最近又大大缩短了充电时间和充电效率，可以在100千瓦的充电器上，20分钟将电池电量提高50%，充电效率高达96%。
这意味着一辆75千瓦时的特斯拉model Y，无线充电20分钟就可以续航260公里，这无疑已经极为惊人了。那么橡树岭是如何做到的呢？
无线充电技术主要有四种，包括电磁感应、磁场共振、电场耦合和无线电波等，由于后两种方式传输功率很小，所以目前电动汽车无线充电主要是采用电磁感应和磁场共振两种方式。
橡树岭使用的就是第一种电磁感应无线充电，此前他们利用碳化硅器件设计了新型线圈，可以将电网中的能量转化为高频交流电，由此产生的磁场可通过气隙，也就是空气间隙传输电力，在没有接触的情况下，将电力传输到车辆上的次级磁场，次级磁场再转化为直流电，储存到车载电池里。2018年他们就实现了120千瓦的无线充电，效率高达97%，和传统的有线充电系统差不多。
此后他们又更上一层楼，突破性地开发出了一种多相电磁耦合线圈，这种线圈又轻又小，只有14英寸，线圈相位绕组产生的旋转磁场，可以极大地增强功率，是传统线圈技术的8-10 倍，从而可以在极小的线圈里实现极高的功率密度。
最近他们使用这种线圈，对一辆现代科纳电动汽车进行了充电测试，结果在12.7厘米的气隙中，实现了100kW，96%的高效无线充电，在20分钟内将电池电量增加了50%，是目前世界上该级别汽车无线充电系统中最高的功率密度，研究人员形容这是一项突破性的、里程碑式的成就，为电动乘用汽车快速高效的无线充电打开了大门。
然而这并不是他们的终点，他们的目标是将无线充电的功率提高到200千瓦，最终达到350-400千瓦，充电时间缩短到15分钟或更短，并在高速公路上实现电动汽车动态充电。
这是什么意思呢？这意味着橡树岭国家实验室这项研究的野心极大，不仅是要改变电动汽车的充电模式，而且是要改变我们的未来，因为这正是在向着我开头所说的无线充电未来迈进。所谓动态充电，就是在道路下面安装充电系统，为路过的电动汽车自动充电。如果这样的技术都实现了，那么车间里机器人随时充电，家用电器随时充电，可能就是小菜一碟，未来世界真的可期了。
与此同时，宝马、奔驰等汽车巨头也在采用电磁感应技术发展无线充电，宝马530e iPerformance混动就搭载了无线充电系统，可以在3个半小时充满9.4kWh的电池。
而全球无线充电领域的知名公司美国的WiTricity，以及日本的丰田、本田等，则采用了磁场共振式，通过两个具有相同共振频率的线圈，一个作为发射器，一个作为接收器，激发共振而进行无线能量传输。这种技术允许距离较远的无线充电，相比电磁感应技术提供了更大的灵活性和充电距离。
不过这些公司提供的无线充电系统，目前似乎功率都不够高，像WiTricity的就只有3.6千瓦到11千瓦的输出功率，沃尔沃可以达到40千瓦，但都远低于橡树岭的100千瓦。
WiTricit是麻省理工的衍生公司，专注汽车无线充电，已在中国和多家公司合作推出无线充电服务，比如宇通客车、一汽红旗，、智己汽车和捷尼赛思等。中国也在2020年发布了电动汽车无线充电四项标准，中兴新能源、比亚迪、中科院电工所、华南理工大学等公司和机构，也在进行电动汽车无线充电系统的研发与应用。
值得一提的是，虽然我前面苦口婆心说了那么多，现在可能还是有很多人会认为，电动汽车无线充电是噱头，很鸡肋，效率不高，用处不大。但实际目前大多数电动汽车，插头的效率只有80-94%，而WiTricity的无线充电率是90-93%，基本上是持平的。如果橡树岭96%的高效率、20分钟充50%的高速率得到应用，那就完全是碾压式的，或许真的可以推动人类社会进入无线充电的美好未来。
所以不是这世界走得太快，而是我们自己跟不上时代，前面很多人都已经跑远，你还在后面随大流徘徊，觉得什么都不可思议。
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