全新 Cayenne Electric 如何實現感應充電？

充電可以如此簡單。即將與 SUV 車系燃油及混合動力車型並行推出的 Cayenne Electric，將率先示範此項技術。保時捷已將「無線充電」(Wireless Charging) 作為全新 SUV 的特殊選配，推向市場。這意味著，很快地，您將不再需要充電電纜、壁掛式充電盒 (Wallbox) 或任何手動操作，只需將車輛停入車庫，能量傳輸就會自動開始。運作原理呢？

此充電系統僅由兩個組件組成：一具安裝於車庫或車位的地面充電板，以及一具位於 Cayenne 前軸後方的接收模組。充電系統部門主管克利斯蒂安·霍勒 (Christian Holler) 表示：「保時捷因此成為目前唯一提供 11 千瓦非接觸式充電系統的汽車製造商，更採用創新的整合式單一盒裝系統 (One-Box System)。」這種能量傳輸形式在許多人的日常生活中早已普及，例如電磁爐、智慧型手機或電動牙刷。不過，為電動車進行非接觸式供電？此乃技術層級的終極躍進。

安裝過程直覺且輕鬆。將地面充電板對準停駐的 SUV 前軸前方即可。所有必備組件均整合安裝於高 6 公分、寬 78 公分、長 117 公分的殼體內。產品經理西蒙·舒爾茨 (Simon Schulze) 解釋：「先前的解決方案仍需要額外組件，例如壁掛式充電盒。」。而全新的地面充電板只需連接電網即可立即啟用。在首次能量傳輸前，系統會先進行配對識別。如同智慧型手機與保時捷通訊管理系統 (Porsche Communication Management, PCM) 之間的溝通，車輛與地面充電板在初始化時會交換資料，包括密碼。此步驟僅需執行一次，主要目的是保護客戶避免被濫用（例如電力盜取）。因此，地面充電板內整合了一個無線網路模組，使車輛在後續每次靠近時都能建立對話。

駕駛者會獲得「綠燈」，表示歡迎，此時 PCM 螢幕上會顯示 Cayenne 的環景停車輔助 (Surround View) 畫面。螢幕上前軸區域有一個綠色光點標示出接收模組位置。同樣發光的綠色圓環象徵充電系統線圈。

這項直覺移車輔助功能的訊息清晰明確，若光點位於圓環內，即表示 SUV 已停妥定位。研發工程師西蒙·克萊因 (Simon Klein) 解釋：「我們運用 Keyless-Go 系統的定位技術，此技術亦應用於無鑰匙解鎖功能。」車上的兩具感應器會與地面充電板內的四個單元相互通訊。

充電的基本原理簡單，且已有逾百年歷史。這類充電方式的專業術語為「感應耦合」(inductive coupling)。兩組銅線線圈精準上下相對放置。當電流通過其中一組線圈時，會產生磁場，進而在第二組線圈中產生電壓。然而，相較於智慧型手機等已知的感應充電系統僅需低功率運作，保時捷工程師在研發這項新科技時面臨挑戰——要讓電動車的感應充電達到高效、安全且經濟實惠，單純放大系統規格並不足夠。保時捷選擇了一套盡可能減少能量轉換環節的設計概念。

電網的交流電會先在地面充電板中轉換為直流電。原因在於，充電系統並非使用歐洲標準的 50 赫茲或美國的 60 赫茲電網頻率，而是採用 85 千赫茲的交流電。這相當於 85,000 赫茲。要達成這樣的轉換，必須透過直流電作為中間步驟。隨後於共振電路轉換為 85 千赫茲、2,000 伏特的交流電。

研發工程師多明尼克·舍雷爾 (Dominik Scherer) 解釋：「這樣的設計能確保即使發射線圈與接收線圈未完全精準對位，仍可傳輸充足的能量。」系統軟體會檢測偏移量，並持續調整充電參數。地面充電板與車內接收模組之間即使偏移達 10 公分也不成問題。西蒙·舒爾茨補充：「我們已預留了刻意設計的容錯空間。」

一旦駕駛者啟用駐車煞車，充電程序隨即啟動。此系統最高可無線傳輸 11 千瓦功率。儘管地面充電板與車底接收單元之間存在 12 至 18 公分的空氣間隙，系統效率仍超過 90%。這樣的間隙源於 Cayenne Electric 的標準離地高度。接收板隱藏於車底護板內，受到保護且不可見。充電功率與時間表現，等同於使用連接電纜與插頭的壁掛式充電盒。一切如同以往，只是無需任何手動操作。

一系列防護措施確保高能量流不會造成任何損害。接收板嵌入一塊屏蔽板中，可防止磁場向上散射，並保護車內組件。地面充電板的線圈下方與接收線圈上方均配置鐵氧體 (Ferrite)，精準導引磁力線路。充電板內建的異物偵測系統可識別鑰匙等金屬物品；生命體偵測系統則透過動作感測器，防止寵物或人員探入車底。

兩套系統會在必要時，於車輛接近地面充電板時即警告駕駛者，或立即中斷充電程序。「金屬物品會發熱，類似電磁爐的現象。」西蒙·舒爾茨說道，「我們透過安全措施排除了此風險。」同時也杜絕對其他系統的干擾，這項非接觸式充電系統的電磁相容性 (electromagnetic compatibility, EMC) 表現，均遠低於所有規範限值。

未來，這項嶄新的充電便利性甚至將進一步提升，保時捷正致力於結合自動停車與非接觸式充電科技。試想：將車輛停於車庫前，按下按鈕，完成設定。車輛將自動駛入車位、啟動充電程序，並以滿電狀態，為下一次出遊做好準備。