【原创】法雷奥的车辆无线充电方案和市场思考

这个表里面是刚才那几种方案的优缺点的对比。磁谐振的方案目前可以做到千瓦级，最大的距离当然可以到米级，但是为了效率的提高，目前都还是在底盘到地面，大概是十几到二十几厘米的距离。

看一下系统的组成。目前在国际上有两个标准，一个是2954，欧洲的标准。国家也有一个参考国标，整个结构的分类是差不多的，相当于把OBC的ALC的部分做成了无线的两个线圈的耦合，中间这个部分就相当于OBC的变压器。PFC前端这些都是一样的。中间还要多一个通讯的功能。

第二，车辆无线充电的优势和挑战。

有无线充电这个技术，我们为什么会需要这个技术呢？从我目前的理解来说，补能有几种方式，一种是手动的补能，一种是自动的补能。手动补能大家平时交流的慢充、快充都要手动去插枪。这种补能有一个局限，在自动驾驶的功能越来越多以后，这个体验就不是太好。比如说你停到商场里面，这个车已经可以自动的停到地库里了，但是你不能补能，人还是要去到地库的充电位去拔枪插枪，这个体验就不完整。所以我们认为自动的补能在将来一定会逐步的去替代掉手动补能，当然这个时间周期会比较长。

换电大家都很熟悉了，机器人充电的方案也有两种，一种是固定车位的充电机器人，一种是移动的充电机器人，不管是哪一种方案，系统的复杂度都是很高的，所以我们觉得成本上它非常高，它的应用一定会受限，也就是说它可能会在一些公共的桩上比较多，家用桩上我们觉得不太可能有这样的应用。

无线充电的优势有几点：

1，客户的体验很好，即停即走。

2，空间占用和投资少，相对于机器人充电。它不需要再做一个手臂，只是在地面铺一个东西。

3，免维护，没有了线和不懂的部件和接插件的磨损，它的使用寿命会相对更长。

无线充电现状。这是最近的进展，2022年IM  L7的量产，包括沃尔沃  斯特兰狄斯，WCC就是特斯拉，它在它的投资者大会上宣传说已经开始做了一些无线充电的东西，它之前也买了一个做无线充电创业的公司。法雷奥在今年年初展出了自己无线充电的系统，北汽也推出了无线充电的平台架构。

总体来看近两年的方案是逐渐在增多的，但是实际落地的效果或者说数量上还是有很大的落差。这里面一定是出了什么问题。

第一个是成本太高，目前我了解到的费用，全套的加起来在2到3万。整车加了两三万的成本，对于用户来说只是充电不用手去插枪，这个东西就不成立。

第二个是效率，我们Biomarker了一下大部分的时间效率只有80%多，交流的慢充现在普遍在93%到95%了，所以效率上有很大的差异。

第三个是升级上困难。假设有一些消费者他看到了这个东西挺好用，我也很感兴趣，想去升级，把他自己不支持无线充电的车升级成无线充电这个也是比较困难的事情，因为在桩端比较麻烦。我们认为这三点是影响它真正落地的困难点。

法雷奥无线充电方案的技术进展。我们在法国建了一个小的团队，现在在做预研，有自己的台架，也做了自己的样车。目前400V的样机整体的端到端的效率大于90%，我们的目标是明年Q1会有800V的样机出来，系统目标会定在95%，我这边跟欧洲团队做了一个协商，我们认为需求可能更多的还是会出现在800V，你成本再怎么压它也是从高端到低段逐步引入的过程，所以无线充电这个东西应该还是会首先配备在800V的高端的车型上。

无线充电的效率还受一个比较大的影响，就是发射端和接收端的距离。距离越近当然耦合越好，效率就越高，距离越远，自然它的耦合就越差，效率就越差。我们通过一些软件的优化还有线圈形状的优化，把这个效率尽量不要差的那么厉害。比如SUV、小车大概都能保持在90%以上的效率。

最后一点是安全性。无线充电，几十个千瓦在这里发射，电磁辐射对人体有没有什么大的影响。这些在法规有一定的要求，我们实测下来，在车上做了各个点位的捕捉，你在车内和自然环境的辐射是一样的，不受任何影响。车下的部分，中间这里是没有办法的，因为有一个高能的能量转换，一定会有电磁辐射。但是在两端，车轮下面有一个区域，人手去伸到的区域，短时间的接触，只要有人手过去，它会有异物检测或者是生物体检测，检测到有这样的生物体就会停止输出，来保护人。实际上你把手放进去也不会有什么影响，只要不进入紫色的区域。

目前普遍的做法是会把功率转换的部分放在这个桩里面，我们现在的做法是把功率转换的部分和线圈全部都放在底部，在墙上只做一个插枪口，还会加一些通讯的部分。在后面升级的时候，把AC的充电桩的充电枪插到我们的插枪口里面，原来的AC充电桩里面的电流检测、保护这些东西我都可以复用，包括电表，不需要升级的时候再买一个支持无线充电的桩，这样来提升客户升级的简易度。

第四，未来市场展望。明年Q1我们会有800V的样机，今年上半年已经开始和国内的OEM做了交流，下半年会积极的和各个OEM交流之后来思考我们的市场和产品化到底应该怎么去做。这里有几个目前我们内部讨论的想法。

1.成本怎么降下来。这个系统为什么贵，里面除了能量转换的部分，还有其他一些附属的功能，比如活体检测。无论用什么方式，你只用线圈之间的参数的变化来做检测都是很困难的，在G2954里面也附加了一些小的线圈还有雷达，你加这些东西都会增加成本。活体检测在座舱里面实际上已经有了，包括现在比较火的红外线，UWB超宽带的通讯，它也可以做活体检测。座舱活体检测完全可以把它复用到这个部分，那它就可以降低你的研发成本，包括模块的成熟度都会比较高。

2.位置对准。在有自动驾驶功能之前，因为你要告诉驾驶员偏左了偏右了，这里面不可避免的要做对准的线圈和服务其，这又是一套系统，又是一部分成本。现在有了自动驾驶，我们看一下标准里面对精度的要求，X项（驾驶向）75毫米，Y向100毫米，这个需要配合主机厂去做这个东西，是有机会做到的。

3.无线通信。现在很多高端车已经跟这个桩会有一些无线通讯的功能了，我认为应该把这些东西由车从零部件的层面把它提升到整车的层面，去减少零部件的不必要的开发，降低它的成本。

第二个是有可能和OBC集成把无线充电和OBC架构做一个对比的话，会发现OBC里面的Transformer和resonant  Componets，这部分和我们整个收发线圈是非常接近的功能。其他的部分其实理论上都是可以复用的，当然PFC它从车内拿到车外了做不了。现在也有这样的一些研究，当然我觉得它这个多少有点太激进了，OBC的设计会导致你的OBC体积也变大，国内大家都在做多合一集成，包括对OBC变压器的位置有些限制，就会不是那么好。但是我不做变压器的集成，我还是可以做一些OBC的滤波，包括它的后半桥全桥的复用，这个都是可以去考虑的。

今年的4月份，美国的橡树岭国家实验室做了100千瓦的无线充电，里面核心的东西就是它的线圈，它是一个三相的线圈，通过这个三相线圈的位置调整，可以让这个电磁场约束的更好，所以它可以上100千瓦的充电功率，效率DC—DC端达到了90%点几。它验证了大功率无线充电的可能性，技术可行性。但是从我的角度来说，你有了这样的技术，是不是真的是一个好的市场切入点？我认为并不是的。100千瓦意味着不光是地端，包括车端都有很复杂的机构，这种可能能够在一些特殊需求的车上面，比如大巴车、工程车上面有一些应用的场景，但是乘用车肯定不会往这个方向发展。

目前我们在做规划的时候当然会做很大的功率，但是真的投入市场的时候，我认为无线充电更容易解决的是PHEV，很多混动车它的续航可能只有一百多公里，现在很多车主很讨厌一个事情就是一个星期他可能每天都要插电，这个对他来说体验是很差的。如果我们有一个无线充电的东西，他基本上就不用去频繁的插电。带来一个什么好处呢，本来混动大家都在卷续航200公里、300公里的混动，实际上他是用不到的，你只是为了提升客户的体验，一周就充一次，达到这样的频率。如果我们有了这种无线充电，我觉得只要一个3.3千瓦的无线充电，就可以让这个客户在大部分通勤的情况下，满足让他一周甚至一个月才充一次电，这个对客户的使用体验提升是很大的。包括纯电的续航，本来需要做两三百公里的续航才能达到这样的效果，你现在只需要做100公里的续航就可以达到这个效果，甚至更低，这样你的电池成本又下来了。所以综合的整个系统的成本是值得大家去思考的。

我后面也会跟欧洲的同事聊一下，看3.3千瓦的成本我们到底能够做到什么程度，如果成本足够低的话，我觉得这个事情是可以做的，有一定可行性。

谢谢大家。

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