原创 新能源车辆无线充电技术的发展以及通信测试工具

随着新能源车辆的逐步普及，无线充电技术日益变得重要，因为这不仅意味着可以便捷地扩展车辆的行驶里程，还能让车辆装配的那些昂贵的动力电池变得更小，更好地提升车辆的经济性。

依赖于充电设施的传导式充电技术已经有相应的国际标准和中国国标，但无线充电技术的发展仍在国际标准制定过程中。为了能够提供相应的无线充电通信的测试，德国Vector公司提供了相应的嵌入式解决方案和通信测试工具。

北汇信息作为Vector的合作伙伴，将一起为我们的客户提供更完整的充电测试解决方案和服务。

无线充电的现状：

无线充电技术就是基于两个线圈的耦合，其实这并不是新的技术，车辆的无线充电技术已经在全球有十多年的应用，但这些都主要针对特定的应用，比如在工厂的厂区和仓库里的无人驾驶运输系统，以及一些公交系统使用的电动车辆。

通过铺设在车站地下的感应充电装置，当这些车辆停下时，就可以迅速充电，从而顺利完成每天的路线行驶，而不用专门花费运营时间去充电或者专程去换电站去更换电池。因此，这些车辆的动力电池的容量可以显著变小，降低电池重量和尺寸，提高经济性。以德国为例，已有多个城市有这样的示范线路在运行中。

需要攻克的技术难点：

类似于在车站进行无线充电的方式，可行的方式还包括在城市路况中的交通灯处进行充电，以及市内高速、城间高速的定距离铺设无线充电段。要确保无线充电的高有效性，一个关键要素是行车道路下的初级线圈与车辆内的次级线圈之间的最短有效工作距离，还有一关键要素就是车辆的精准定位，这需要定位辅助系统的帮助。

其它的技术难题包括，如何选择合适的频率范围、充电电流幅值和线圈电压等，这些都将决定最大的充电功率、有效程度、允许的热负荷和其他性能参数。各种的物理效应、寄生电容、绝缘损耗和其它各种因素也需要进一步考虑。尽管如此，目前已有的项目中，无线充电的有效率接近90%，无线充电的功率水平也从十几年前的60kW增加到现在的200kW以上，使用的频率为20kHz。

无线充电国际标准的诞生：

目前全球已有于2015年初发布的针对传导式充电的ISO/IEC 15118标准，对与智能充电相关的诸多通信细节进行了规定，比如如何建立连接、验证、充电价格的商讨、自动付款、充电管理和对未来智能电网的要求等。针对无线充电，已经开始基于此标准进行拓展和修改，比如物理层、应用层、通信协议、数据链路层等，最终的标准草案预计会在2017年初完成。

除了ISO/IEC组织外，SAE也在相应制定其无线充电标准，相信中国也会如此，只有这样才能在全世界范围内对于充电技术和充电通信进行兼容。

Vector的嵌入式解决方案和测试工具：

汽车行业的整车厂、零部件厂以及相关企业并不用等到2017年才开始开发这些充电基础设施。因为基于ISO/IEC15118-6ff的无线充电标准绝大部分是与传导式充电标准是一致的。Vector目前已有成熟的针对ISO/IEC 15118的嵌入式解决方案。MICROSAR.V2G产品用于开发车辆内的充电ECU，vEVSE产品实现符合ISO/IEC-15118标准的与充电桩的通信。支持硬件接口（HomePlug Green PHYTM）和SLAC（Signal Level Attenuation Characterization）流程。

一旦无线充电标准确定，就需要把相应的代码移植到无线充电应用中。Vector作为ISO子委员会的成员，积极参与无线充电标准的制定，将有能力迅速实现对无线充电标准的支持。除了嵌入式代码，还有相应的工具支持。比如Vector提供的VT7900插件板以及VT8780适配器，支持所有智能充电通信（SCC）的机制，包括HomePlug GreenPhy与SLAC的通信、PWM控制（IEC61851）以及用于反正插头连接的合适电阻。VT系统可以用于仿真电动车或者充电桩。