近日，一家美国组织宣布他们发达效率高达 97%无线充电方案比有线充电方案效率更高。汽车希望15几分钟即可充满电。关键在于采用……全SiC模块以及采用创新的包装技术和材料。

此前，宝马、奔驰、保时捷相关型号已推出，丰田、现代、比亚迪许多汽车公司也进行了相关的研发，但无线充电技术的进展缓慢。这项技术的出现能否带来革命性的变革？能否加速汽车无线充电的商业化进程？

据报道，该项目早在2013年就已启动，由橡树岭国家实验室（ORNL）牵头，并与……合作开展。丰田、Evatran、克莱姆森大学、思科、杜克能源和国际整流器等等，并且还获得了美国能源部 19 万美元（约合人民币 120 亿元）的资助。

2016年3月，橡树岭国家实验室进行了首次实验。丰田RAV4ORNL 展示了一款 20kW 无线充电系统，充电效率高达 90%；2018 年 10 月，ORNL 展示了一款 120kW 车辆无线充电系统，效率高达 97%，是 ORNL 先前技术的 6 倍。

为了推进美国能源部超快速充电目标，他们下一步将开发270千瓦甚至350-400千瓦的系统，预计电动汽车的充电时间将大大缩短。缩短至15分钟以内比有线充电方案更快。以保时捷 Taycan 为例，它使用 270 kW 的有线充电方式，充电功率从 5% 可达到 88%。22分钟。

除了固定点无线充电外，ORNL 还将开发一种动态无线充电系统，该系统可以让汽车在专门配备的道路上行驶时自动充电，从而减轻电网的负荷。

ORNL 在 2014 年发表的一篇论文中提到，由于无线电力传输系统有 5 或 6 个功率转换阶段，因此转换效率至关重要，每个阶段都需要尽可能高效，“在这种情况下，SiC逆变器至关重要“——它们可以在高频和相对较高的温度下运行，从而降低冷却组件的成本和尺寸。

这款无线充电器使用全SiC功率模块从芯片和互连布局可以看出，该模块包括 4 个 SiC MOSFET 和 4 个 SiC 二极管芯片。

同时，为了实现250°C下的安全可靠运行，该模块还采用了特殊的封装技术和材料。封装采用高温引线键合结构，通过将铝线键合在芯片顶部，并将芯片焊接至DBC基板上的铜线来实现电气互连。这样一来，寄生电感降低了约30%。为了进一步减轻功率模块的重量，该模块也没有采用注塑成型工艺。

他们采用高强度焊接层代替塑料外壳的机械支撑。焊接层材料为80%金-20%锡合金，因为该合金能够承受30兆帕的应力，且熔点最为合适。

结果表明，ORNL 开发的 SiC 逆变器在每个开关频率（22kHz、48kHz、85kHz 和 142kHz）下的效率约为 98%。

自2014年以来，碳化硅模块的效率一直非常出色，但无线充电系统的整体效率却低于92%。因此，为了提高系统的整体效率，ORNL 还开发了独特的多相磁线圈。

这种线圈耦合设计采用三相系统，线圈层之间设有旋转磁场。其优势在于，即使充电功率高达 300 kW，也能在更小的线圈尺寸内实现更高的功率密度，而其占地面积也远小于其他无线充电技术。

此外，ORNL 还利用纳米晶材料和铝开发了一种新的磁性金属混合屏蔽技术。

其他公司在无线充电效率方面也表现出色。中兴通讯美国新能源汽车有限公司已将充电效率从不足90%提高到约93%。WiTricity的Drive 11 无线充电系统的效率为 90% 至 93%。

2018年，宝马率先推出了业内首款无线充电混合动力车型——宝马530e，该车型配备了3.3kW的无线充电系统。此后，梅赛德斯 - 奔驰S级插电式混合动力车型也配备了无线充电功能。

据报道，Evatran 还为特斯拉 Model S、宝马 i3、日产 LEAF、雪佛兰 Volt 等车型提供无线充电技术支持。

在国内，目前从事电动汽车无线充电业务的公司包括：华为、中兴新能源、中汇创智以及其他公司和科研机构。上汽荣威、比亚迪、北汽新能源其他主流汽车公司也对电动汽车的无线充电系统进行了研发和测试，但目前国内市场上还没有支持无线充电的量产车型。

然而，北京友干科技有限公司董事长王哲曾表示，在国内市场，许多国内外公司已经率先进入这一领域。电动汽车无线充电领域的商业竞争已经开始。

WiTricity 大中华区总经理孙力还透露，WiTricity 与多家中国公司合作开发电动汽车无线充电技术，并授权使用该技术。加快电动汽车无线充电技术的商业化进程。

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