电动汽车无线充电技术,到底走到了哪一步?

如果把时间拨回到 2023 年,对于电动汽车无线充电(Wireless Electric Vehicle Charging, WEVC)的主流判断大致是这样的〔1〕:

  • 感应耦合(ICPT):原理成熟,但距离短、对准要求高
  • 磁耦合谐振(MCR-WPT):兼顾效率和距离,更适合汽车
  • 微波输电(MPT):有远距离潜力,但不适合当前电动汽车主流补能。

这个判断今天依然基本成立,但是行业重点已经从哪条技术路线更好,变为哪些可落地的标准化和商业化阶段。
[来源:SAE J2954_202408、IEC PAS 61980-5:2024]〔2-3〕


一、背景

此前有梳理过电动汽车无线充电的三类主要技术:ICPT、MCR-WPT 和 MPT,并讨论了静态/动态充电、国际标准以及安全经济性。论文当时的结论是:

在三类主流无线充电技术中,磁耦合谐振无线电能传输(MCR-WPT)由于具备较高效率、较低辐射和更适合汽车场景的传输距离,因此是最适合电动汽车应用的技术路线。〔1〕

2023 年之后,行业已经从原理比较,走向 高功率、操作性、标准化、EMF 安全治理,以及分场景商业落地。〔2-6〕


二、EV无线充电的主线

目前电动汽车无线充电的主流讨论,几乎都围绕 磁场耦合路线 展开,而不是微波路线。
原因很简单:近两年的标准和产业信息,几乎都集中在静态和动态的磁场无线功率传输系统上。〔2-4〕

例如:

  • SAE J2954_202408 继续面向轻型插混/纯电车无线功率传输,覆盖互操作性、EMC、EMF、最小性能、安全、测试和对准方法。〔2〕
  • IEC PAS 61980-5:2024 明确针对动态无线功率传输(D-WPT),覆盖动态工况下的运行条件、特定功率传输要求、电气安全和 EMC。〔3〕

换句话说,今天的主流问题从无线充电是否可行,变为了:

  1. 如何做成互操作;
  2. 如何提高对准容差;
  3. 如何在高功率下维持效率与安全;
  4. 如何针对不同车辆场景做部署。〔2-6〕

三、技术路线的理解

1. ICPT:原理最直观,但场景存在约束

ICPT 基于电磁感应,本质上是一个松耦合变压器系统。
它的优势是原理成熟、近距离效率高;但它的问题同样明显:传输距离短、对准要求高、横向偏移容忍度低。〔1〕

因此,ICPT 更像是汽车无线充电发展的基础,而不是最佳方案。

2. MCR-WPT:仍是当前的主要技线路

磁耦合谐振无线电能传输,本质上仍然属于磁场耦合,但通过补偿网络把系统做成谐振状态,从而降低无功损耗,提高功率传输能力,并放宽空气间隙和位置偏差要求。
这一路线在效率、传输距离和实际车辆适配性之间取得了更好的平衡。〔1〕

今天它仍是主要线路的原因是,它刚好符合汽车无线充电最关键的几个需求:

  • 支持更高功率;
  • 对底盘与地面间隙更宽松;
  • 对车辆位置偏移和不完美停车更包容;
  • 更容易进入标准化与互操作体系。〔2-4〕

3. MPT:仍然不是电动汽车主流方案

MPT 在 EV 场景中的效率与经济性都不具优势,因此不适合作为当前主流补能方案。〔1〕
从近两年行业动态来看,这个判断没有根本变化。当前公开标准、商业路线和主要示范项目,仍然几乎全部集中在磁场耦合 WPT 上。〔2-4〕


四、2024–2025 年最大的变化:行业开始重视“互操作性”

如果说前几年的重点是“能不能充”,那么最近两年的重点已经变成了:

不同厂家的地面端和车载端,能不能按标准稳定地互相配合充。

这在 2024 年修订的 SAE J2954_202408 中体现得非常明显。该标准明确面向轻型插混/纯电车无线功率传输,涵盖:

  • interoperability(互操作性)
  • electromagnetic compatibility(电磁兼容)
  • EMF(电磁场暴露)
  • minimum performance(最低性能)
  • safety(安全)
  • testing(测试)
  • alignment methodology(对准方法)〔2〕

这说明无线充电产业已经不再满足于实验室验证,而是要求:

  • 公共基础设施可用;
  • 车辆不用深度定制也能对接;
  • 用户停车不需要极限精确;
  • 测试、认证、安装都有统一标准。〔2-3〕

五、静态无线充电:最接近现实商业化的方向

哪一类无线充电最接近真实落地?
答案仍然是:静态无线充电。

也就是车辆停稳后,在车位、车库、园区、出租车停靠区、公交首末站等场景进行无线补能。

从产业侧也能看出这个方向的成熟度。
WiTricity 官网当前把产品路线分成:

  • Medium Duty:7.2–50 kW
  • Heavy Duty:75 kW and Higher〔4-5〕

这说明当前产业界已经不再只是做低功率概念验证,而是在按车辆场景分层推进。
对于乘用车来说,行业重点是“停车即充”的自动化体验;对于重载场景,则是更高的功率、耐候性、低维护和高出勤率。〔4-5〕


六、动态无线充电:概念研究走向示范验证

动态无线充电(Dynamic Wireless Charging, DWC 或 D-WPT)是最具想象力的方向,因为它意味着:

  • 车辆行驶中就能补能;
  • 电池能量密度不需太大;
  • 显著降低续航焦虑;
  • 高利用率车辆可以减少停站充电时间。

但它同时也是工程上最难实现的一条路。

为什么最近几年它特别值得关注?

1. 动态无线充电标准正逐渐完善

IEC PAS 61980-5:2024 已经明确面向 MF-D-WPT,即磁场动态无线功率传输系统,覆盖了动态道路无线供电的运行条件、功率传输要求、电气安全和 EMC 要求。〔3〕

2. 功率等级正在上升

Electreon 与 Infineon 在 2025 年公开表示,其道路无线供电系统平均功率可达 200 kW,峰值可超过 300 kW,目标应用包括公交、卡车和乘用车。〔6〕

这说明动态无线充电不再只是小功率边走变充,而是在尝试进入真正有运营价值的阶段。〔3,6〕


七、高频运行车辆更受益

从商业逻辑看,最先大规模受益的,最可能的是高频运营车辆

  • 公交车
  • 港口/机场地服车辆
  • 园区物流车
  • 干线重卡
  • 自动驾驶接驳车

原因在于:

  1. 运行路线更固定;
  2. 停靠点更可预测;
  3. 充电频率更高;
  4. 人工插拔成本和停机成本更大;
  5. 更容易用总拥有成本(TCO)证明价值。〔4-6〕

因此,未来很可能出现一种分层格局:

  • 乘用车:以静态无线充电为主;
  • 运营车辆:静态 + 动态混合部署;
  • 重载车辆:优先推动高功率和道路侧供电。〔4-6〕

八、最新研究重点得改变:能量传递方式➡️传得更稳、更准、更安全”

前面提到,近两年的综述和论文中,几个关键词非常高频:

1. Misalignment tolerance(错位容忍)

停车不可能永远完美对位,行驶中的车辆更不可能始终精准压在最佳耦合区上,因此线圈结构和耦合器优化仍然是研究热点。〔2,7〕

2. Interoperability(互操作)

同一套地面设备能否给不同品牌车辆稳定充电,是公共基础设施成立的前提。〔2,7〕

3. High-power WPT(更高功率)

EV无线充电若要真正进入公交、物流等场景,就必须进入高功率等级。WiTricity 已公开 75 kW 以上重载方案,Electreon/Infineon 则披露了 200 kW 平均、300 kW+ 峰值的动态系统。〔4-6〕

4. EMF & safety(电磁场与安全)

2025 年的综述指出,WEVC 的挑战已经不只是效率问题,还包括环境、健康、技术和政策问题的联动。〔8〕
同年,Scientific Reports 的一项研究专门评估了不同发射/接收结构下静态 EV 无线充电的电磁场安全性。〔9〕

这说明:
今天的无线充电,已经不是电磁学问题,而是 电磁—热—控制—标准—人体暴露—基础设施 的综合工程问题。〔2-3,8-9〕


九、标准体系的发展状况

如果把 2023 论文中的标准章节更新一下,可以写成下面这样:

SAE

  • J2954_202408:面向轻型插混/纯电车无线功率传输与对准方法,覆盖互操作、EMC、EMF、性能、安全、测试和对准方法。〔2〕

IEC

  • IEC 61980 系列:继续作为国际 EV 无线功率传输的重要框架。〔1,3〕
  • IEC PAS 61980-5:2024:开始专门覆盖动态无线充电的互操作性和安全。〔3〕

ISO

  • 之前的论文中总结了 ISO 15118 和 ISO 19363 在通信与安全互操作方面的作用。〔1〕
  • 而 IEC PAS 61980-5:2024 也已经与 ISO 5474-4、ISO 5474-6 形成联动关系。〔3〕

因此,今天再谈“行业标准”,已经意味着无线充电已经从基础标准阶段,进入细化场景和互操作阶段,尤其是轻型乘用车静态无线充电和动态道路无线充电。〔2-3〕


十、无线充电离大规模普及还差什么?

尽管行业进展明显,但它依然没有进入爆发期。
原因主要有以下几点:

1. 成本

尤其是动态无线充电,基础设施投入很大,道路埋设、配电接入、分段控制和维护都意味着高 CAPEX。〔3,6,8〕

2. 对准与偏移

停车偏移、车高变化、行驶横摆,都会影响实际耦合效果。〔2,7〕

3. 高功率下的安全控制

功率越高,EMF、异物检测、活体检测、热管理和失效保护越复杂。〔2,8-9〕

4. 互操作与认证体系

只有真正形成“不同车—不同地面端可稳定互充”的生态,公共无线充电基础设施才有意义。〔2,7〕


十一、结语

可能有很多人会对汽车无线充电的感受为:只是把插枪换成了不插枪。

但从工程角度来看,需要考虑的是:

  • 充电动作能否自动完成;
  • 车辆是否必须停下来专门补能;
  • 电池容量设计是否可以重新优化;
  • 基础设施能否融入停车位、道路、站场和园区;
  • 补能是否能从主动行为变成被动受能。〔1-9〕

所以,今天再看电动汽车无线充电,它已经不是一个单纯的原理问题,而是一个 电力电子、标准体系、汽车工程、交通基础设施和商业模式共同推动的系统工程问题。

而在这条路上,磁场耦合类 WPT,尤其是磁耦合谐振路线,仍然是最值得持续关注的核心主线。〔1-9〕


参考文献

〔1〕 Guo, J., He, J., Zhang, Y. The development of wireless charging technology in the electric vehicle. Highlights in Science, Engineering and Technology, Vol. 43, 2023.
〔2〕 SAE International. J2954_202408 Wireless Power Transfer for Light-Duty Plug-In/Electric Vehicles and Alignment Methodology. 2024.
〔3〕 IEC. IEC PAS 61980-5:2024 Electric vehicle wireless power transfer (WPT) systems – Part 5: Interoperability and safety of dynamic wireless power transfer (D-WPT) for electric vehicles. 2024.
〔4〕 WiTricity. Wireless EV Charging. Official website.
〔5〕 WiTricity. Heavy Duty EV Wireless Charging (75 kW and Higher). Official website.
〔6〕 Electreon / Infineon. 2025 public information on dynamic wireless charging system power levels.
〔7〕 Narputro, P., et al. Evaluating Interoperability in EV Wireless Charging Systems: A Framework-Based Comparative Approach. 2025.
〔8〕 Wireless charging for electric vehicles: A review on environmental, health, technical, and policy landscape. 2025.
〔9〕 Elymany, M. M., et al. Safety assessment of electromagnetic fields of different transmitters and receivers for EVs static charging. Scientific Reports, 2025.