我可以保证，这是股版针对电动车充电技术写最详细的文
这只是开头
之后会讲述主流车企在充电技术的选择有何不同
1. 标的：NIO-US
2. 分类：多
3. 分析/正文：
一、充电技术小科普
很多人对蔚来有误解，将充电与换电对立，认为蔚来的充电技术不行，
才全力发展换电。
蔚来的信念：可充、可换、可升级
蔚来除了换电站建设快速铺开，充电桩建设也没落下，建设速度跟特斯拉、
小鹏在伯仲之间。

这张图是蔚来现有的充电桩类型，分别是7kW家充桩、20kW小直流快充跟超充桩
(之后还有7kW跟11kW的直流家充桩)。
其中7kW家充桩，因输入是交流电(AC)，因此称为交流充电桩。
家充桩依靠车载充电器(OBC)进行交直流转换充电，家充桩
只担当智能开关的作用，在OBC走向集成或消失的当下，交流充电桩已经定型。
至于常听到的快充、超充都是直流充电桩。
不管交流或直流充电桩，交直流转换的原理相同。
因此从OBC的电路拓扑入手，先建立充电技术的概念。

(一)PFC(Power Factor Correction，功率因子校正)
PFC是改善功率因子的电路。
要谈功率因子，要先了解交流电功率：
有功功率(real power，单位是W)，以P表示
无功功率(reactive power，单位是var)，以Q表示
视在功率(apparent power，单位是VA)，以S表示

对于正弦波的波形，P、Q及S可以用相量表示。
θ是电流和电压的相位角，功率因子等于此角的cosθ
P/S=cosθ
因为是余弦θ，所以功率因子是介于1到-1之间的数值。
通过调整交流电输入电流波形，减少电压与电流相位差，抑制谐波电流，
使cosθ接近1。

PFC的功用是输出的稳压调压，输出不随输入电压波动变化，
能得到高稳定的输出电压，而主动式PFC的直流(DC)电压纹波很小，
不太需要用大容量的滤波电容。
并且抑制高次谐波，高次谐波会造成电力系统发热，不但浪费电能，
还有烧毁的危险。
(二)LLC
LLC是种串并联的谐振电路，具有谐振电感Lr、励磁电感Lm和谐振电容Cr，
因此简称为LLC。
何谓谐振？
就是共振。
谐振电路是利用电感(L)及电容(C)完成电路的共振，交流电路的阻抗非定值，
是随频率变化。

阻抗(Electrical impedance)是电路对电流抵抗的度量(符号Z)，
在交流电路中，分为实部与虚部，
实部为电阻，虚部为电抗(上图中的有功功率为实部，无功功率为虚部)。
电抗又分电容产生的容抗与电感产生的感抗，
两者会随着电路的电流频率变化(电阻不会)。
容抗=1/2πfC，容抗在低频时变大、高频时变小，直流电频率为0，
容抗无限大，因此电容通交阻直。
电容的电压不能突变。
感抗=2πfL，与容抗相反，在低频时变小、在高频时变大，直流电频率为0，
感抗为0，因此电感通直阻交。
电感的电流不能突变。
当容抗=感抗，无功功率为0，只需考虑有功功率。
利用电容跟电感特性，通过控制开关频率(调节频率)，将DC调整成目标波形，
实现电压恒定。

这是设计LLC电路采用FHA绘制的DC特性曲线图。
ZVS(零电压切换)，电子功率元件电压在切换时为0。
ZCS(零电流切换)，电子功率元件电流在切换时为0。
以Fs=Fr的谐振点为界。
左侧容抗>感抗，谐振槽成为容性区域，为实现ZCS，
电压滞后于电流，适合IGBT。
右侧感抗>容抗，谐振槽成为感性区域，为实现ZVS，
电流滞后于电压，适合MOSFET。
MOSFET由于开通损耗比关断损耗大(约多60%)，因此选择ZVS。
而在ZVS区域2输出整流二极管具有ZCS的条件，没有反向恢复的问题，效率最高。
最后经过同步整流输出DC到电池包。
(三)无线充电
无线充电方式主要有四种：电磁感应式、磁场共振式(又称磁耦合谐振式)、
电场耦合式和无线电波式。

电磁感应式是日常见到最主要的无线充电方式，但不太适用于电动车，
因为传输距离太短(最多几公分)。
电场耦合式对电极形状、材质的限制较少，且电极可以薄型化，并且不像
电磁感应式要对位精准，位置较自由且发热较少，但缺点跟电磁感应式一样，
距离太短。
无线电波式距离最远，但转换效率太低。
只有磁场共振式符合距离、功率与转换效率达到电动车无线充电标准。
既然是磁场共振式，自然是用谐振电路，与充电桩用LLC不同，
无线充电的谐振电路选择有以下几种：

Q1到Q4是四个原边(发射侧)MOSFET，D1到D4则是副边(接收侧)整流二极管，
跟充电桩充电原理一样，只是变成无线，并且谐振电路的选择不同。
1.谐振电路类型
S(series circuit)，串联电路，电容与电感串联，
对于原边，可直接与电压源型逆变器连接，
输入阻抗较低、损耗小，易实现电压反馈调节。
对于副边，有类似恒压源(输出电压稳定)特性。
P(parallel circuit)，并联电路，电容与电感并联，
对于原边需要电流源供电，易受扰动，实际应用少。
对于副边，有类似恒流源(输出电流稳定)特性。
因此SS即是两边皆是串联电路、PP两边皆是并联电路、
SP原边并联副边串联、PS原边串联副边并联。
LCL能恒流源，在轻负载时有很高的功率因子与谐波滤波能力。
其它类型是基于以上三种电路拓扑的扩展，针对稳定条件、输入阻抗及系统传输，
进行各种优化。
以蔚来的无线充电专利布局为例(是的，你没看错，
蔚来很早就在电动车无线充电有布局)，
在专利号CN108400625A，蔚来选择针对DDQ线圈的电路拓扑进行优化。
线圈耦合结构的性能是影响磁场共振式电能传输的重要因素。
设计重点是如何提高耦合系数(coefficient of coupling，符号为k，
两电感元件间，实际互感量与最大互感量之比，数值介于1到-1之间)。
2.线圈耦合结构
基本三种类型分别为环形线圈、8字形线圈(DD)和螺线管线圈：

环形线圈绕制方便、铁损和铜损小(导磁体和导线损耗)，但耦合较差。
DD线圈与环形线圈相似，由两个环形绕圈反向串联，产生相反的磁场，
耦合系数与损耗介于环形和螺旋管线圈之间。
螺旋管线圈是典型的铜包铁结构，磁力线集中、耦合系数高，但铁损跟铜损高。
跟手机无线充电一样，耦合系数受两线圈间的距离与偏移影响很大，如下图所示：

这是两个30公分的(圆形)环形线圈测试结果，这是线圈轴向对齐，
平移线圈距离产生的耦合系数变化。
耦合系数为负，代表两线圈磁通方向相反。
3.蔚来的无线技术方案
在实际的生活中，由于手动泊车很难停到完全对准线圈，
不能保证足够的传输功率，要增加线圈尺寸就会增加成本跟重量。
DDQ就是为解决位置偏移，造成传输功率和效率降低的线圈形式
(位置偏移后，DD线圈的感应电压变小，Q线圈感应电压变大，
两者叠加输出，能尽量减少功率的降低)。
DDQ线圈长这样：

DDQ线圈是在DD线圈的基础上，增加一个和DD线圈正交的线圈Q，
产生的磁场互不影响，两线圈分别输出，输出电压通过两个整流桥后并联输出。
然后，新的问题来了。
由于DD线圈和Q线圈接受到的磁通量不一致，容易造成某一支路输出电流不均，
甚至毫无输出。
会造成效率降低和EMI(电磁干扰)特性变差，常规的整流电路，
无法解决输出电流不均的问题。
CN108400625A就是解决这问题的电路拓扑。

蔚来虽然早早布局无线充电，但未来车型规划中，连OBC都拿掉，
对于需要在车底安装接收线圈的无线充电，恐怕早已出局。
4.其它车企的无线技术方案
(1)上汽智己
上面提到由于手动很难精准对位，因此有的车企特别强调自动泊车的功能。
智己L7宣称它的IM AD系统能做到记忆泊车、代客泊车(专利号CN113335271A)。
利用车端环视摄像头，透过VSLAM(视觉同步定位与地图构建)对特微点的提取，
结合车辆的IMU(惯性测量单元)，进行自车定位。
基于加戴的停车场或车位地图，做出路径规划和运动控制，最后经过
多传感器的数据融合，实现精准停车。
不过在发射线圈跟接收线圈有间隙，在无线充电时如果有金属异物或生物存在，
两端线圈的电磁场会对其加热，非常不安全。
因此，异物检测(FOD)与活体检测(LOD)，是无线充电装置很重要的安全设施，
在智己的宣传或专利中，并没有提到相关的检测。
反倒在同属上汽集团(600104.SH)的通用五菱，
有注册相关的专利CN113844287A，并且能利用整车控制器对其进行清除。

在发射侧的顶面要涂抹疏水疏油的双疏材料，如含氟弱酸聚合物、
有机硅烷聚合物，使发射侧顶面光滑吸附力小，形成易清洁表面，
当砂石或水滴、油滴落在顶面，可自滑落
。
发射侧要安装传感器，对无线充电桩进行监控，再通过无线通讯，
将异物讯息传到车端控制器。
这里主要判断标准是重量或图像识别(依据实装的无线充电桩采用何种传感器)。
最后依据异物种类，决定采取何种清除手端。
如果吹扫、声光跟喷淋都无法清除，通知车主人工清除。
最终五菱这些技术，智己会用上多少？
不得而知，只希望多多益善吧，毕竟安全无小事。
(2)Momentum Dynamics
电动车无线充电既然有走精准定位的公司，自然也有走往大线圈尺寸的公司。
Momentum Dynamics就是如此。

别看示意图上接收侧那小小的四个方块，实际上大小是这样──

每块长跟宽超过70公分，功率为50kW，4块总计为200kW。
据Momentum Dynamics宣传，在发射侧与接收侧最佳距离约7英寸(17.78公分)
的情况下，充电效率在92-94%之间，接近普通直流桩充电效率。
对于公共汽车的使用场景，无线充电的好处是操作简单，
节省人工拔插充电桩的时间，使用零碎的等候时间，
无需额外浪费时间充电，可以使公共汽车全天保持服务，提高公共汽车使用率。
况且公共汽车路线固定，有固定的停靠站，
适合安装固定的无线充电发射侧与相关的充电机柜。
相对于无轨电车，可以不用架设路面上的电缆，只需当地电容足够，
场地允许就能安装。
从专利US20200168393A1来看，Momentum Dynamics使用的是平面螺旋结构，
利用特定方式连接。

缺点就是体积不小并且重量不轻。
5.无线充电发展展望
目前电动车无线充电发展较好的领域在大众道路运输。
相比于燃油公共汽车，电动公共汽车环保，无线充电更易补能，充份利用零碎时间。
相比于无轨电车，无线充电在市容跟铺设维修有优势。
电动车无线充电，SAE(美国汽车工程车协会)的J2954，
针对22kW以下的功率标准，分为四级：

是各国制定电动车无线充电标准的重要参考。
但只有少数车企对此有相关的开发计划，毕竟无线充电对距离、角度要求很高，
并且需要传感器配合，不然充电功率惨不忍睹。
成本高、效率不高。
由于安装车底，有碰撞风险，最重要是很多人对其电磁波有安全疑虑。
技术、成本与社会原因，使电动车无线充电在私家车领域，注定是少数车企的选择。
时不时能看到宣传边开边充的高速公路车道，更多是画大饼，没多大意义。
因为绝大部份电动车没有加装接收线圈，根本充不了电，而高速公路的
金属垃圾或碎屑，反而会因电磁感应发热，造成安全危害。
下次看到吹无线充电高速公路时，别再被骗了。
4. 进退场机制：长期投资