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即將“普及”的無線充電技術(shù) 你了解多少？
在國內(nèi),，北京正在研究在部分微循環(huán)公交車上采用無線充電系統(tǒng),。鄭州、云南等地也即將引入無線充電技術(shù)，成都,、襄陽等地已開通無線充電運營線路,。 無線充電的歷史要追溯到1901年。尼古拉˙特斯拉在紐約長島建立了無線充電塔——沃登克里夫塔進行無線輸電試驗,，雖然項目以失敗告終,。 一個世紀(jì)之后，無線充電的研究迎來了新的源動力,，應(yīng)用范圍也非常廣泛——小到電動牙刷,、遙控器、智能手機,，大到電動汽車,、石油鉆塔。行業(yè)巨頭豐田,、日產(chǎn),、沃爾沃、英特爾和三星等,，都紛紛加入到了研發(fā)行列,。在國內(nèi)，北京正在研究在部分微循環(huán)公交車上采用無線充電系統(tǒng),。鄭州,、云南等地也即將引入無線充電技術(shù)，成都,、襄陽等地已開通無線充電運營線路,。 一 、無線充電到底是什么情況,，怎么實現(xiàn)無線充電,？ 無線充電是怎么回事，顧名思義就是充電不要插線,。類似與WiFi一樣,，很方便。理論上可以隨時隨地給手機等電子設(shè)備供電,。 但無線充電暫時還不能像WiFi一樣傳輸那么遠的距離,，現(xiàn)在成熟的方案只能在10mm以內(nèi)的距離實現(xiàn)無線充電，一般為3~5mm左右的距離比較好,，這類無線充電的技術(shù)采用的是磁感應(yīng)無線充電技術(shù)。 2015年量產(chǎn)磁共振無線充電技術(shù),，預(yù)計在125px左右的范圍可實現(xiàn)無線充電,。 隨著技術(shù)的成熟，預(yù)計在未來的2~3年，無線充電的充電距離可以達到10~750px左右,，基本可以滿足隨時隨地自由不受束縛的充電需求,。 要實現(xiàn)無線充電需要一個發(fā)射端和一個接收端。 發(fā)射端就是無線充電器,，接收端就是手機等,。在發(fā)射端有一個線圈，接收端也需要一個線圈,。發(fā)射端通過控制板和線圈發(fā)射能量,，接收端通過控制板和線圈接收能量，這樣就可以實現(xiàn)無線充電,。 無線充電先對與傳統(tǒng)的有線充電有幾大你不得不選擇它的優(yōu)點： 1,、沒有線的纏繞,，簡潔美觀，看起來舒服,，生活品質(zhì)更高,； 2、不用經(jīng)常插拔,，即放即充,，方便快捷，讓你的手機永不缺電,； 3,、不用擔(dān)心三星和蘋果接頭不兼容的問題，支持Qi等標(biāo)準(zhǔn)的無線充電器都能充電,； 4,、不存在充電接聽電話觸電的風(fēng)險，完全規(guī)避了安全問題,，可以隨時接聽電話,； 5、讓電池工作的壽命更長,，由于即放即充,，讓電池用不缺電，電池壽命更長,。 6,、不需要有線接口，很多產(chǎn)品可以做成全封閉防水產(chǎn)品,。 一般意義上的手機無線充電原理,，就是電能轉(zhuǎn)換為磁場,，磁場通過空氣傳輸，磁場再轉(zhuǎn)換為電能的過程,。 無線充電的原理通俗意義上的理解與變壓器有些類似,，變壓器磁場耦合的回路是磁導(dǎo)體，無線充電磁場耦合的回路是空氣而已,，磁介質(zhì)不同而已,。 業(yè)內(nèi)無線充電一般有四大技術(shù)：磁感應(yīng)技術(shù)、磁共振技術(shù),、微波技術(shù)和電場耦合技術(shù),。 其中主流的技術(shù)是磁感應(yīng)技術(shù)和磁共振技術(shù)。 就是當(dāng)給發(fā)射線圈通過交變的電信號,，交變的電場通過發(fā)射線圈將產(chǎn)生變化的磁場,，變化的磁場對它周圍的線圈的磁耦合作用，由法拉第電磁感應(yīng)定律得,，變化的磁場將產(chǎn)生電場,。 因此發(fā)射端線圈產(chǎn)生的磁場將穿過接收端線圈，接收線圈將產(chǎn)生電場,，如果在接收線圈端接上負載的話將會產(chǎn)生電流,。 是磁感應(yīng)技術(shù)的一種特殊情況，它就類似于我們聲音的共振,，當(dāng)系統(tǒng)的震蕩頻率與系統(tǒng)的固有頻率相同時就會發(fā)生共振,，發(fā)生共振時，系統(tǒng)的能量強度達到最大點,。 磁共振無線充電技術(shù)就是當(dāng)接收線圈的諧振頻率與發(fā)射線圈的諧振頻率一致時就發(fā)生了磁共振,，能量也就從發(fā)射端傳輸?shù)搅私邮斩恕?/section> 四 、無線充電效率可以達到多少,，充電有多快,，有沒有輻射？ 這里把效率,、充電速度和是否有輻射好好澄清一下,，很多人有疑問和顧慮的。 充電效率一般指接收端和發(fā)射端一起的整體效率,，但不含適配器的效率（5V適配器效率一般為90%左右）。 無線充電現(xiàn)階段的效率一般為70%左右（大部分為65%~75%）,，根據(jù)不同的充電器和發(fā)射器設(shè)計的好壞會有一些差異,。 如果把發(fā)射器和接收器分開來看,，一般發(fā)射器效率為80%左右，接收器效率為90%左右,，整個效率70%左右。這里的效率一般指提供500mA左右電流時的效率,，此時也為最大效率的情況,。 其實關(guān)于無線充電的效率與很多因素都是相關(guān)的，除了主要與無線充電器和接收端關(guān)系很大外,，與適配器的好壞也有一些關(guān)系,，負載情況也有一些關(guān)系。 其實充電快慢與是無線充電器和有線充電器沒有直接關(guān)系,。無線充電器也可以充得快的，有線充電器也有充的慢的,。 充電快慢是由提供恒流充電時候的充電電流的大小決定的,，一般也是無線充電器的規(guī)格決定的，有些無線充電器提供的電流大,，有些無線充電器提供的電流小,。 一定范圍內(nèi)，無線和有線是差不多的,，但由于無線存在一定的效率損失,，電流太大要考慮溫升的問題，手機無線充電器的充電電流一般小于1A,。 無線充電器一般提供的輸出電流范圍為300mA~1000mA左右,，一般最大輸出都在800mA以內(nèi)。 如果提供600mA的充電電流,，對應(yīng)的輸出功率為3W左右,，按70%的效率計算，無線充電器的輸入功率為4.3W左右,，也就是我們平時說的5W以內(nèi)的功率,。適配器一般要做到5W以上，對應(yīng)為5V/1A,。 輻射大小，我們暫時還沒有一個量化指標(biāo),，后續(xù)也會找專業(yè)結(jié)構(gòu)測試對比一個數(shù)據(jù)分析給大家,。 只是大致給大家一個概念，輻射一定有,，但輻射并不大,，并不用擔(dān)心,。 二是距離短,，只有25px以內(nèi)，對周圍輻射??； 三是發(fā)射和接收端都有磁隔離片，對周圍的輻射??； 四是工作頻率低，工作頻率在110K~205KHz,，對人體的輻射小,。 從無線電能傳輸被發(fā)明以來一直就爭議不斷，通古斯大爆炸很多人都懷疑是特斯拉進行無線輸電試驗導(dǎo)致的,。同樣無線充電技術(shù)在電動車推廣也存在爭議,，傳統(tǒng)汽車廠對無線充電大多充滿熱情，但TeslaMotors卻似乎對無線充電技術(shù)并不感冒,，特別是CEO伊隆˙馬斯克認為無線充電技術(shù)和超級充電站相比,，無線充電屬于一種“低效且低能”的充電方式。 1.充電效率不高,，峰值效率為90%左右,，而傳統(tǒng)充電的效率在95%左右； 2.傳遞功率不夠大,，以目前的技術(shù)大多數(shù)傳遞功率一般在10kw以下,，在電動車輛上無線充電一般為慢充，這個功率是滿足需求的,，另外隨著技術(shù)發(fā)展這個功率也會不斷提升,； 3.安全性問題，車輛無線充電主要采用電磁方式,，存在輻射泄漏的問題,。 同樣，無線充電的優(yōu)勢也十分明顯,，尤其是公共場所停車場的應(yīng)用優(yōu)勢會非常明顯： 2.充電設(shè)施可無人值守,、后期維護成本低等優(yōu)勢,； 3.在相同的占地面積下，相比于傳統(tǒng)的充電樁充電,，使用無線充電可以充電的電動車數(shù)量有所提升,，增大了空間利用率,。 從無線充電技術(shù)在消費電子領(lǐng)域日漸崛起的態(tài)勢來看，這項新技術(shù)在汽車產(chǎn)業(yè)對也會高速發(fā)展,，而電動汽車的走俏也為無線充電技術(shù)開辟了新的市場商機,。汽車工程師協(xié)會SAE在咨詢了汽車制造商、無線充電技術(shù)公司以及電力供應(yīng)商之后,，確立了未來汽車無線充電服務(wù)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),，即輸出功率≤20kW，運行頻率85kHz,。 第一批搭載符合該標(biāo)準(zhǔn)無線充電器的車型預(yù)計將于2017或2018年面世。 |
