即将“普及”的无线充电技术你了解多少？

即将“普及”的无线充电技术 你了解多少？

 

    在国内，北京正在研究在部分微循环公交车上采用无线充电系统。郑州、云南等地也即将引入无线充电技术，成都、襄阳等地已开通无线充电运营线路。

    无线充电的历史要追溯到1901年。尼古拉˙特斯拉在纽约长岛建立了无线充电塔——沃登克里夫塔进行无线输电试验，虽然项目以失败告终。

    一个世纪之后，无线充电的研究迎来了新的源动力，应用范围也非常广泛——小到电动牙刷、遥控器、智能手机，大到电动汽车、石油钻塔。行业巨头丰田、日产、沃尔沃、英特尔和三星等，都纷纷加入到了研发行列。在国内，北京正在研究在部分微循环公交车上采用无线充电系统。郑州、云南等地也即将引入无线充电技术，成都、襄阳等地已开通无线充电运营线路。

    一 、无线充电到底是什么情况，怎么实现无线充电？

    无线充电是怎么回事，顾名思义就是充电不要插线。类似与WiFi一样，很方便。理论上可以随时随地给手机等电子设备供电。

    但无线充电暂时还不能像WiFi一样传输那么远的距离，现在成熟的方案只能在10mm以内的距离实现无线充电，一般为3~5mm左右的距离比较好，这类无线充电的技术采用的是磁感应无线充电技术。

    2015年量产磁共振无线充电技术，预计在125px左右的范围可实现无线充电。

    随着技术的成熟，预计在未来的2~3年，无线充电的充电距离可以达到10~750px左右，基本可以满足随时随地自由不受束缚的充电需求。

    要实现无线充电需要一个发射端和一个接收端。

    发射端就是无线充电器，接收端就是手机等。在发射端有一个线圈，接收端也需要一个线圈。发射端通过控制板和线圈发射能量，接收端通过控制板和线圈接收能量，这样就可以实现无线充电。

   二 、为什么需要无线充电？

    无线充电先对与传统的有线充电有几大你不得不选择它的优点：

    1、没有线的缠绕，简洁美观，看起来舒服，生活品质更高；

    2、不用经常插拔，即放即充，方便快捷，让你的手机永不缺电；

    3、不用担心三星和苹果接头不兼容的问题，支持Qi等标准的无线充电器都能充电；

    4、不存在充电接听电话触电的风险，完全规避了安全问题，可以随时接听电话；

    5、让电池工作的寿命更长，由于即放即充，让电池用不缺电，电池寿命更长。

    6、不需要有线接口，很多产品可以做成全封闭防水产品。

    三 、是什么原理，什么技术？

    一般意义上的手机无线充电原理，就是电能转换为磁场，磁场通过空气传输，磁场再转换为电能的过程。

    无线充电的原理通俗意义上的理解与变压器有些类似，变压器磁场耦合的回路是磁导体，无线充电磁场耦合的回路是空气而已，磁介质不同而已。

    业内无线充电一般有四大技术：磁感应技术、磁共振技术、微波技术和电场耦合技术。

    其中主流的技术是磁感应技术和磁共振技术。

    磁感应无线充电技术

    就是当给发射线圈通过交变的电信号，交变的电场通过发射线圈将产生变化的磁场，变化的磁场对它周围的线圈的磁耦合作用，由法拉第电磁感应定律得，变化的磁场将产生电场。

    因此发射端线圈产生的磁场将穿过接收端线圈，接收线圈将产生电场，如果在接收线圈端接上负载的话将会产生电流。

    磁共振无线充电技术

    是磁感应技术的一种特殊情况，它就类似于我们声音的共振，当系统的震荡频率与系统的固有频率相同时就会发生共振，发生共振时，系统的能量强度达到最大点。

    磁共振无线充电技术就是当接收线圈的谐振频率与发射线圈的谐振频率一致时就发生了磁共振，能量也就从发射端传输到了接收端。

    四 、无线充电效率可以达到多少，充电有多快，有没有辐射？

    这里把效率、充电速度和是否有辐射好好澄清一下，很多人有疑问和顾虑的。

    充电效率？

    充电效率一般指接收端和发射端一起的整体效率，但不含适配器的效率（5V适配器效率一般为90%左右）。

    无线充电现阶段的效率一般为70%左右（大部分为65%~75%），根据不同的充电器和发射器设计的好坏会有一些差异。

    如果把发射器和接收器分开来看，一般发射器效率为80%左右，接收器效率为90%左右，整个效率70%左右。这里的效率一般指提供500mA左右电流时的效率，此时也为最大效率的情况。

    其实关于无线充电的效率与很多因素都是相关的，除了主要与无线充电器和接收端关系很大外，与适配器的好坏也有一些关系，负载情况也有一些关系。

    充电快慢？

    其实充电快慢与是无线充电器和有线充电器没有直接关系。无线充电器也可以充得快的，有线充电器也有充的慢的。

    充电快慢是由提供恒流充电时候的充电电流的大小决定的，一般也是无线充电器的规格决定的，有些无线充电器提供的电流大，有些无线充电器提供的电流小。

    一定范围内，无线和有线是差不多的，但由于无线存在一定的效率损失，电流太大要考虑温升的问题，手机无线充电器的充电电流一般小于1A。

    无线充电器一般提供的输出电流范围为300mA~1000mA左右，一般最大输出都在800mA以内。

    如果提供600mA的充电电流，对应的输出功率为3W左右，按70%的效率计算，无线充电器的输入功率为4.3W左右，也就是我们平时说的5W以内的功率。适配器一般要做到5W以上，对应为5V/1A。

    辐射有多大？

    辐射大小，我们暂时还没有一个量化指标，后续也会找专业结构测试对比一个数据分析给大家。

    只是大致给大家一个概念，辐射一定有，但辐射并不大，并不用担心。

    主要是几个原因：

    一是手机充电功率只有5W左右，属于小功率；

    二是距离短，只有25px以内，对周围辐射小；

    三是发射和接收端都有磁隔离片，对周围的辐射小；

    四是工作频率低，工作频率在110K~205KHz，对人体的辐射小。

    从无线电能传输被发明以来一直就争议不断，通古斯大爆炸很多人都怀疑是特斯拉进行无线输电试验导致的。同样无线充电技术在电动车推广也存在争议，传统汽车厂对无线充电大多充满热情，但TeslaMotors却似乎对无线充电技术并不感冒，特别是CEO伊隆˙马斯克认为无线充电技术和超级充电站相比，无线充电属于一种“低效且低能”的充电方式。

    总结反对的原因主要出于3个方面：

    1.充电效率不高，峰值效率为90%左右，而传统充电的效率在95%左右；

    2.传递功率不够大，以目前的技术大多数传递功率一般在10kw以下，在电动车辆上无线充电一般为慢充，这个功率是满足需求的，另外随着技术发展这个功率也会不断提升；

    3.安全性问题，车辆无线充电主要采用电磁方式，存在辐射泄漏的问题。

    同样，无线充电的优势也十分明显，尤其是公共场所停车场的应用优势会非常明显：

    1.充电设备占地小、充电便利性高；

    2.充电设施可无人值守、后期维护成本低等优势；

    3.在相同的占地面积下，相比于传统的充电桩充电，使用无线充电可以充电的电动车数量有所提升，增大了空间利用率。

    从无线充电技术在消费电子领域日渐崛起的态势来看，这项新技术在汽车产业对也会高速发展，而电动汽车的走俏也为无线充电技术开辟了新的市场商机。汽车工程师协会SAE在咨询了汽车制造商、无线充电技术公司以及电力供应商之后，确立了未来汽车无线充电服务的行业标准，即输出功率≤20kW，运行频率85kHz。

    第一批搭载符合该标准无线充电器的车型预计将于2017或2018年面世。