一、概述

車(chē)載無(wú)線充電技術(shù)是一種無(wú)需物理接觸即可為移動(dòng)設(shè)備（如手機(jī)）充電的方法，這項(xiàng)技術(shù)在如今的新能源汽車(chē)上已越來(lái)越常見(jiàn)。其基本原理是基于電磁感應(yīng)定律，并通過(guò)發(fā)射器（由一個(gè)初級(jí)線圈集成在車(chē)輛中控臺(tái)或指定充電區(qū)域，當(dāng)電流通過(guò)這個(gè)線圈時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高頻交變電磁場(chǎng)）和接收器（內(nèi)置在支持無(wú)線充電功能的手機(jī)或其他設(shè)備中）組件實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能。

二、工作流程

2.1.電氣架構(gòu)

實(shí)現(xiàn)車(chē)載無(wú)線充電功能的應(yīng)用其電氣架構(gòu)示意如下：

圖1 無(wú)線充電電氣架構(gòu)示意

如上圖示意，電源的接通方式由開(kāi)關(guān)控制，即車(chē)輛需處于正常通電狀態(tài)，一旦車(chē)輛‘熄火’進(jìn)入休眠，該功能將不可被啟用，此設(shè)計(jì)目的是防止因常電而引起的初級(jí)線圈始終處于工作狀態(tài)，是為最基本的安全策略。

2.2.系統(tǒng)流程

整車(chē)上電后，系統(tǒng)首先將進(jìn)行硬件自檢（包括無(wú)線充電板、傳感器、控制系統(tǒng)等組件是否正常工作），同時(shí)軟件系統(tǒng)也會(huì)進(jìn)行初始化檢查，并加載必要的驅(qū)動(dòng)程序和算法，待軟件初始化完成后，將進(jìn)入正式工作的待機(jī)模式。

待機(jī)狀態(tài)下，系統(tǒng)通過(guò)紅外、超聲波傳感器等持續(xù)收集外部物品的進(jìn)入情況，當(dāng)檢測(cè)到有物體被放置到充電區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)會(huì)嘗試與該物品進(jìn)行無(wú)線充電通信握手。這個(gè)過(guò)程中，如果能成功建立連接，意味著物品是支持無(wú)線充電協(xié)議的設(shè)備（如支持Qi標(biāo)準(zhǔn)的手機(jī)）。但如果在一段時(shí)間內(nèi)無(wú)法完成通信握手，這表明放置的物品要么不支持無(wú)線充電，要么擺放位置不正確導(dǎo)致通信失敗。在這種情況下，系統(tǒng)會(huì)遵循安全設(shè)計(jì)原則，即不啟動(dòng)充電過(guò)程，同時(shí)自動(dòng)進(jìn)入待機(jī)模式以節(jié)省能源。在部分策略中，會(huì)通過(guò)發(fā)出聲音或燈光等提示，通知用戶(hù)當(dāng)前物品不支持無(wú)線充電或需要重新擺放。

當(dāng)系統(tǒng)與無(wú)線充電設(shè)備成功建立連接后，通過(guò)采集由金屬探測(cè)或電磁場(chǎng)變化的數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)是否有金屬異物（如硬幣、鑰匙等）位于充電區(qū)域（由于無(wú)線充電利用電磁感應(yīng)原理工作，金屬異物容易在充電產(chǎn)生的磁場(chǎng)中感應(yīng)產(chǎn)生熱量，因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)特別注意檢測(cè)金屬物質(zhì)以避免此類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)），若檢測(cè)到該類(lèi)異物，系統(tǒng)將立即停止充電準(zhǔn)備過(guò)程，并發(fā)出警告提示。

同時(shí)，通過(guò)采集來(lái)自溫度傳感器、電磁場(chǎng)等變化的數(shù)據(jù)，對(duì)充電環(huán)境的溫度、濕度等進(jìn)行確認(rèn)，以確保在安全操作范圍內(nèi)，從而防止因過(guò)高溫度、其他電磁干擾源對(duì)充電效率造成影響。待確認(rèn)無(wú)誤后，系統(tǒng)將正式啟動(dòng)無(wú)線充電功能，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)接收端（手機(jī)等設(shè)備）的充電狀態(tài)，自動(dòng)調(diào)節(jié)充電功率，確?？焖俣踩爻潆?，同時(shí)避免過(guò)熱。

如在充電過(guò)程中檢測(cè)到過(guò)熱、短路、金屬異物等異常情況時(shí)，將立即停止充電并啟動(dòng)保護(hù)機(jī)制。當(dāng)設(shè)備充滿或用戶(hù)手動(dòng)停止充電時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入低功耗待機(jī)模式，期間持續(xù)進(jìn)行基礎(chǔ)監(jiān)測(cè)，等待下一次充電指令。

對(duì)上述流程總結(jié)如下：

圖2 無(wú)線充電常規(guī)流程

在上述流程中，在充電準(zhǔn)備階段期間對(duì)于物品的檢測(cè)主要通過(guò)傳感器進(jìn)行，而對(duì)于是否是手機(jī)等可充電設(shè)備則需進(jìn)行額外的通信握手確認(rèn)，此策略主要是防止非充電設(shè)備激活無(wú)線充電系統(tǒng)。如果不進(jìn)行通信握手確認(rèn)的話，若非金屬等可燃物品激活了無(wú)線充電系統(tǒng)，由于車(chē)載端的初級(jí)線圈在高頻交變電的作用下自身會(huì)發(fā)熱，若此系統(tǒng)的充電效率又正好不高，那么該熱量將會(huì)傳遞到可燃的非金屬異物上，由此將可能埋下安全隱患，如下下圖，是2024年5月30號(hào)在某車(chē)型上所出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象。

圖3 因無(wú)線充電引起的異物表面碳化

注：為安全起見(jiàn)，車(chē)內(nèi)環(huán)境下（尤其是高溫天氣）盡量不要放置易燃物品。

三、應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

手機(jī)無(wú)線充電技術(shù)在新能源汽車(chē)座艙設(shè)計(jì)中的應(yīng)用體現(xiàn)了智能化與便捷性的完美結(jié)合，旨在提升用戶(hù)的用車(chē)體驗(yàn)和舒適度。其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.便捷性：用戶(hù)可以輕松地在開(kāi)車(chē)或停車(chē)時(shí)為手機(jī)充電，無(wú)需攜帶充電線，減少了忘帶充電線的困擾。

2.安全性：減少了駕駛過(guò)程中因操作充電線而分散注意力的風(fēng)險(xiǎn)，有助于提升駕駛安全。

3.快速充電技術(shù)：隨著技術(shù)進(jìn)步，當(dāng)下一些車(chē)輛可提供高達(dá)40W甚至50W的無(wú)線快充解決方案，這縮短了手機(jī)的充電時(shí)間，提高了充電效率。

雖然該功能僅為車(chē)載應(yīng)用中非常小且簡(jiǎn)單的一環(huán)，但通過(guò)此應(yīng)用在提升用戶(hù)舒適性的同時(shí)，對(duì)于可能存在的安全隱患應(yīng)該盡可能的進(jìn)行優(yōu)化。