一、概述

車載無線充電技術是一種無需物理接觸即可為移動設備（如手機）充電的方法，這項技術在如今的新能源汽車上已越來越常見。其基本原理是基于電磁感應定律，并通過發(fā)射器（由一個初級線圈集成在車輛中控臺或指定充電區(qū)域，當電流通過這個線圈時，會產(chǎn)生一個高頻交變電磁場）和接收器（內置在支持無線充電功能的手機或其他設備中）組件實現(xiàn)相關功能。

二、工作流程

2.1.電氣架構

實現(xiàn)車載無線充電功能的應用其電氣架構示意如下：

圖1 無線充電電氣架構示意

如上圖示意，電源的接通方式由開關控制，即車輛需處于正常通電狀態(tài)，一旦車輛‘熄火’進入休眠，該功能將不可被啟用，此設計目的是防止因常電而引起的初級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

整車上電后，系統(tǒng)首先將進行硬件自檢（包括無線充電板、傳感器、控制系統(tǒng)等組件是否正常工作），同時軟件系統(tǒng)也會進行初始化檢查，并加載必要的驅動程序和算法，待軟件初始化完成后，將進入正式工作的待機模式。

待機狀態(tài)下，系統(tǒng)通過紅外、超聲波傳感器等持續(xù)收集外部物品的進入情況，當檢測到有物體被放置到充電區(qū)域時，系統(tǒng)會嘗試與該物品進行無線充電通信握手。這個過程中，如果能成功建立連接，意味著物品是支持無線充電協(xié)議的設備（如支持Qi標準的手機）。但如果在一段時間內無法完成通信握手，這表明放置的物品要么不支持無線充電，要么擺放位置不正確導致通信失敗。在這種情況下，系統(tǒng)會遵循安全設計原則，即不啟動充電過程，同時自動進入待機模式以節(jié)省能源。在部分策略中，會通過發(fā)出聲音或燈光等提示，通知用戶當前物品不支持無線充電或需要重新擺放。

當系統(tǒng)與無線充電設備成功建立連接后，通過采集由金屬探測或電磁場變化的數(shù)據(jù)來檢測是否有金屬異物（如硬幣、鑰匙等）位于充電區(qū)域（由于無線充電利用電磁感應原理工作，金屬異物容易在充電產(chǎn)生的磁場中感應產(chǎn)生熱量，因此系統(tǒng)設計時會特別注意檢測金屬物質以避免此類風險），若檢測到該類異物，系統(tǒng)將立即停止充電準備過程，并發(fā)出警告提示。

同時，通過采集來自溫度傳感器、電磁場等變化的數(shù)據(jù)，對充電環(huán)境的溫度、濕度等進行確認，以確保在安全操作范圍內，從而防止因過高溫度、其他電磁干擾源對充電效率造成影響。待確認無誤后，系統(tǒng)將正式啟動無線充電功能，并實時監(jiān)測接收端（手機等設備）的充電狀態(tài)，自動調節(jié)充電功率，確?？焖俣踩爻潆?，同時避免過熱。

如在充電過程中檢測到過熱、短路、金屬異物等異常情況時，將立即停止充電并啟動保護機制。當設備充滿或用戶手動停止充電時，系統(tǒng)進入低功耗待機模式，期間持續(xù)進行基礎監(jiān)測，等待下一次充電指令。

對上述流程總結如下：

圖2 無線充電常規(guī)流程

在上述流程中，在充電準備階段期間對于物品的檢測主要通過傳感器進行，而對于是否是手機等可充電設備則需進行額外的通信握手確認，此策略主要是防止非充電設備激活無線充電系統(tǒng)。如果不進行通信握手確認的話，若非金屬等可燃物品激活了無線充電系統(tǒng)，由于車載端的初級線圈在高頻交變電的作用下自身會發(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號在某車型上所出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象。

圖3 因無線充電引起的異物表面碳化

注：為安全起見，車內環(huán)境下（尤其是高溫天氣）盡量不要放置易燃物品。

三、應用優(yōu)勢

手機無線充電技術在新能源汽車座艙設計中的應用體現(xiàn)了智能化與便捷性的完美結合，旨在提升用戶的用車體驗和舒適度。其應用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.便捷性：用戶可以輕松地在開車或停車時為手機充電，無需攜帶充電線，減少了忘帶充電線的困擾。

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

3.快速充電技術：隨著技術進步，當下一些車輛可提供高達40W甚至50W的無線快充解決方案，這縮短了手機的充電時間，提高了充電效率。

雖然該功能僅為車載應用中非常小且簡單的一環(huán)，但通過此應用在提升用戶舒適性的同時，對于可能存在的安全隱患應該盡可能的進行優(yōu)化。