不插电：电动汽车充电新方式

迈凯伦 Speedtail Hyper－GT 是这家英国汽车制造商有史以来速度最快的公路用车。

这款气电混合动力跑车的流线型外观极富新锐动感，在测试后期，其原型机在 NASA 位于佛罗里达州的 Johnny Bohmer 试验场上跑出了 403 公里（250 英里）的时速。2020 款的参数显示，这款跑车可以在 13 秒内从静止加速至时速 300 公里（186 英里）。

迈凯伦与 Lumen Freedom 合作，将后者的无线电动汽车充电 （WEVC） 系统纳入设计，让这款三座空气动力汽车在待机过程中随时为轻型电池充电。

Speedtail 是全球第一款采用该系统的汽车。

“未来将有多种充电方式可供选择。目前我们已经实现了静态充电，正向半动态充电迈进。最终目标是全动态充电，支持车辆在超过 100 公里的时速下充电。” —— Rod Wilson，Lumen Freedom 总经理

据 Lumen Freedom 总经理 Rod Wilson 和软件团队负责人 Radek Pesina 介绍，尽管感应式无线充电在手机、智能手表和其他小型设备上的应用越来越普遍，但在电动汽车领域，Lumen Freedom 为 Speedtail 提供的无线充电系统仍不失为一项新颖独到的解决方案。

迈凯轮Speedtail靠近充电板

无线充电为电动汽车用户带来便利，对残障人士来说更是如此。此外，无线充电系统减少了城市地区视觉上的杂乱感，也比现有的插电式充电站占用更少的空间。

今后，无线系统能够为等待红绿灯和行驶在高速公路上的车辆充电，让续航里程焦虑成为过去式。“未来将有多种充电方式可供选择。”Wilson 表示，“目前我们已经实现了静态充电，正向半动态充电迈进。最终目标是全动态充电，支持车辆在超过 100 公里的时速下充电。”

对于 Lumen Freedom 来说，Speedtail 项目只是开始。他们的系统具备投产能力，或将为汽车设计、交通运输乃至电网带来巨大转变。

充电性能接受实测考验

WEVC 系统使用谐振感应磁耦合代替了电线、插头和笨重的充电站。

电源产生电流，电流从车辆下方地面上的发射板经由气隙传入车辆内置的接收板。电力传输效率可达 92％ 甚至更高。

地面组件和车辆组件之间能够无线通信。司机可以通过 10 英寸车载触摸屏或智能设备上的应用来监控充电系统。

该系统支持高底盘，因此能兼容包括高性能跑车、家用轿车和 SUV 在内的所有车型。

使用Lumen充电板为电动汽车充电

Lumen Freedom 自 2016 年成立以来，完善了 WEVC 概念，并开发了全球首个单箱式 11 千瓦系统。

Lumen Freedom 现已获得 WiTricity 全面技术许可。

Lumen Freedom 采用多种方法进行物理测试。

他们将一个大型铝制框架（称为龙门架）连接至 Regatron 高压供电系统，用于模拟真实的操作和电源需求。“我们需要计算出有多少电能耗散到周围环境中，又有多少电能实际完成耦合。” Pesina 解释。

在充电板上检测到异物时，会向司机的手机发送警报

在无线电动汽车充电过程中，由于系统采用了先进的混合定位技术，对齐车辆与充电板不是难题。Lumen 团队使用计算机控制的步进电机调整高度和水平方向位置，进行对齐测试和分析。

借助仿真技术，团队在系统软件中纳入安全协议，一旦充电板传感器检测到极端偏差，整个充电系统就会自动关闭。

WEVC 系统集成了异物检测系统，能够检测出地面充电板上仅有回形针大小的金属物体。然后，它会通过 App 向司机发出障碍物警报。系统将关闭，直到异物被清除。

基于模型的设计加快开发速度

Wilson 明确指出，自动化安全控制是所有系统的标准配置，Lumen Freedom 的产品只是其中之一。不过，基于模型的设计无疑加速了控制系统的开发过程。

Pesina 表示，整个系统的核心软件模型和主要逻辑，包括地面组件和车辆方面的组件，都是用MATLAB? 和 Simulink? 设计的。

具体来说，在开发电动汽车通信控制器、用以管理车辆与地面组件之间通信方面，MATLAB 和 Simulink 发挥了重要作用。该控制器向车辆充电板和车辆内部电池管理系统发送重要消息。Pesina 解释说，这种通信必须从硬连线控制器转移到基于 Wi－Fi 的控制器。