近日，美國組織宣布他們發達效率高達 97%無線充電方案比有線充電方案更有效率。汽車希望15幾分鐘即可充滿電。關鍵在於採用…全SiC模組以及採用創新的包裝技術和材料。

此前，BMW、賓士、保時捷相關型號已推出，豐田、現代、比亞迪許多汽車公司也進行了相關的研發，但無線充電技術的進展卻很緩慢。這項技術的出現能否帶來革命性的改變？能否加速汽車無線充電的商業化？

據報道，該計畫早在2013年就已啟動，由橡樹嶺國家實驗室（ORNL）牽頭，並與…合作開展。豐田、Evatran、克萊姆森大學、思科、杜克能源和國際整流器等等，也獲得了美國能源部 19 萬美元（約 120 億元）的資助。

2016年3月，橡樹嶺國家實驗室進行了首次實驗。豐田RAV4ORNL 展示了一款 20kW 無線充電系統，充電效率高達 90%；2018 年 10 月，ORNL 展示了一款 120kW 車輛無線充電系統，效率高達 97%，是 ORNL 先前技術的 6 倍。

為了推進美國能源部超快速充電目標，他們下一步將開發270千瓦甚至350-400千瓦的系統，預計電動車的充電時間將大大縮短。縮短至15分鐘內比有線充電方案更快。以保時捷 Taycan 為例，它使用 270 kW 的有線充電方式，充電功率從 5% 可達到 88%。22分鐘。

除了固定點無線充電外，ORNL 還將開發一種動態無線充電系統，該系統可讓汽車在專門配備的道路上行駛時自動充電，從而減輕電網的負載。

ORNL 在 2014 年發表的一篇論文中提到，由於無線電力傳輸系統有 5 或 6 個功率轉換階段，因此轉換效率至關重要，每個階段都需要盡可能高效，「在這種情況下，SiC逆變器至關重要「——它們可以在高頻和相對較高的溫度下運行，從而降低冷卻組件的成本和尺寸。

這款無線充電器使用全SiC功率模組從晶片和互連佈局可以看出，該模組包括 4 個 SiC MOSFET 和 4 個 SiC 二極體晶片。

同時，為了實現250°C下的安全可靠運行，該模組還採用了特殊的封裝技術和材料。封裝採用高溫引線鍵合結構，透過將鋁線鍵合在晶片頂部，並將晶片焊接至DBC基板上的銅走線來實現電氣互連。這樣一來，寄生電感降低了約30%。為了進一步減輕功率模組的重量，該模組也沒有採用模塑塑膠製成。

他們採用高強度焊接層取代塑膠外殼的機械支撐。焊接層材料為80%金-20%錫合金，因為該合金能夠承受30兆帕的應力，且熔點最為適當。

結果表明，ORNL 開發的 SiC 逆變器在每個開關頻率（22kHz、48kHz、85kHz 和 142kHz）下的效率約為 98%。

自2014年以來，碳化矽模組的效率一直非常出色，但無線充電系統的整體效率卻低於92%。因此，為了提高系統的整體效率，ORNL 也開發了獨特的多相磁線圈。

此線圈耦合設計採用三相繫統，線圈層之間設有旋轉磁場。其優點在於，即使充電功率高達 300 kW，也能在更小的線圈尺寸內實現更高的功率密度，而其占地面積也遠小於其他無線充電技術。

此外，ORNL 還利用奈米晶材料和鋁開發了一種新的磁性金屬混合屏蔽技術。

其他公司在無線充電效率方面也表現出色。中興通訊美國新能源汽車有限公司已將充電效率從少於90%提高到約93%。無線三聯Drive 11 無線充電系統的效率為 90% 至 93%。

2018年，BMW率先推出了業界首款無線充電混合動力車型－BMW530e，該車型配備了3.3kW的無線充電系統。此後，梅賽德斯 ​​- 奔馳S級插電式混合動力車款也配備了無線充電功能。

據報道，Evatran 也為特斯拉 Model S、BMW i3、日產 LEAF、雪佛蘭 Volt 等車款提供無線充電技術支援。

在國內，目前從事電動車無線充電業務的公司包括：華為、中興新能源、中匯創智以及其他公司和科研機構。上汽榮威、比亞迪、北汽新能源其他主流汽車公司也對電動車的無線充電系統進行了研發和測試，但目前國內市場上還沒有支援無線充電的量產車型。

然而，北京友幹科技有限公司董事長王哲曾表示，在國內市場，許多國內外公司已率先進入此領域。電動車無線充電領域的商業競爭已經開始。

WiTricity 大中華區總經理孫力也透露，WiTricity 與多家中國公司合作開發電動車無線充電技術，並授權使用該技術。加速電動車無線充電技術的商業化進程。

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