新能源當下無線充電技術能否實現多維供電?現在無線技術如何?

2020-12-13 科學微客

特斯拉的一次電源無線傳送實驗大大開拓了人類的大腦思維,原來電的輸送並不一定需要電源線,那麼多年過去了我們是在吃老被的技術殘羹呢還是已經實現了崛起呢?我們能否實現萬物萬維充電呢,你的充電寶會不會進入歷史?這些都有待探究!

現今的無線技術如何?無線充電技術起源於無線電能量傳輸技術可以分為低功率無線充電與大功率無線充電。

小功率無線充電通常使用電磁感應,例如手機的充電方法,但中興通訊的新能源汽車的無線充電使用感應式。而大功率無線充電經常使用共振(大多數電子車充電使用這種方法)電源設備將能量傳輸到使用電的設備。設備使用接收到的能量為電池充電,並同時為自身供電以進行使用。

由於充電器與電氣設備使用磁場來傳輸能量,並且兩者之間沒有導線連接,因此充電器與電氣設備都不會出現漏電等電氣安全。

下面我們來熟悉一下這幾種技術

電磁感應:初級線圈中一定頻率的交流電流通過電磁感應在次級線圈中產生一定的電流,以將能量從發射端傳輸到接收端.目前最常見的充電解決方案是使用電磁感應。比亞迪該公司早在2005年12月就使用電磁感應技術申請了非接觸式感應充電器專利,說直白了和我們的變壓器原理有些相似。

磁場共振:當發送裝置和能量接收裝置調整到相同頻率或特定的頻率上共振,它們就可以交換彼此的能量,麻省理工教授Marin Soljacic團隊曾利用該技術點亮了兩米外的一盞60瓦燈泡。

無線電波:類似於早期的收音機,主要有微波發射裝置與接收裝置組成,在隨負載作出調整的同時保持穩定的直流電壓,此種方式需要安裝在牆身插頭的發送器,以及可以安裝在任何低電壓產品的「蚊型」接收器。

無線充電五大標準:

Qi是世界上第一個推廣無線充電技術的標準化組織-無線充電聯盟。不同品牌的產品,都可以用Qi無線充電器充電.其次,它攻克了無線充電「通用性」的技術瓶頸,在不久的將來,手機,相機,電腦等產品都可以用Qi無線充電器充電,為無線充電的大規模應用提供可能。Qi在中國的應用產品主要是手機。

PMA:Power Matters Alliance標準是由Duracell Powermat公司發起的,已經有AT&T,Google與星巴克三家公司加入了PMA聯盟。PMA聯盟致力於為符合IEEE協會標準的手機與電子設備,打造無線供電標準,在無線充電領域中具有領導地位。

A4WP標準:A4WP是Alliance for Wireless Power標準的簡稱,由美國高通公司,韓國三星公司以及前提到的Powermat公司共同創建的無線充電聯盟創建。目標是為包括可攜式電子產品與新能源汽車等在內的電子產品無線充電設備設立技術標準與行業對話機制。

iNPOFi技術:iNPOFi是一種新的無線充電技術.其無線充電系列產品採用智能電傳輸無線充電技術,具備無輻射,高電能轉化效率,熱效應微弱等特性。

iNPOFi智能非輻射技術與其他現有的無線充電技術相比,iNPOFi沒有輻射並且使用電場脈衝模式,不產生任何輻射,中國實驗機構測試結果顯示,輻射幾乎沒有,充電傳輸效率高達90%以上,徹底改變了傳統無線充電由於磁損導致70%效率的尷尬。

值得一提的是,對於智能設備廠商而言,inpofi以一顆極小的晶片為核心,實現了超微化設計,紐扣大小,可以方便的集成到任何設備中,也可以集成到各種形態的可穿戴設備中.這是傳統電磁原理的產品無法達到的。

Wi-Po技術:Wi-Po技術磁共振無線充電技術,利用高頻恆定幅值交變磁場發生裝置,產生6.78MHz的諧振磁場,實現更遠的發射距離.

技術通過藍牙4.0實現通訊控制,安全可靠,並且可以支持一對多同步通信,同時還具有過溫,過壓,過流保護與異物檢測功能.該技術由於使用的載體為空間磁場,能量不會像電磁波那般發射出去,所以不會對人體造成輻射傷害。可放心應用於手機,電腦,智能穿戴,智能家居,醫療設備,電子車等各種場景.

如今手機保有量和新能源汽車的興起,這項技術再次進入專家的視野。

目前在國際上,汽車廠商如奧迪,寶馬,奔馳等車企和通信公司如高通等都已經開始研究新能源汽車無線充電技術.其中奧迪的無線充電技術方案主要是針對傳輸過程中效率流失的問題,該方案通過一種可升降的無線充電系統,使得電纜端的發射線圈與車內接收線圈更好的匹配起來,從而提高電力傳輸效率 。寶馬與奔馳合作研發的無線充電技術已經經過了測試,並應用到了寶馬i8車系上.至於沃爾沃則已經完成了電子車車載無線充電系統測試,據說整個充電過程用時3個小時都不到.由於無線充電技術相對較成熟,目前在國外有些地方已經開始投入使用,2014年韓國鋪設了一條長達12公裡的無線充電路段,車輛行駛在路上可邊開車邊充電。

國內

中興於2013年就開始研發無線充電技術,2014年推出了成熟的產品與方案。目前中興的無線充電方案已經開始在部分城市正式投入使用。比亞迪據說在2005年就申請了非接觸感應式充電器的專利,並在2014年賣給猶他大學的一輛純電動巴士上配備了WAVE無線充電墊。

目前在國內,雖然無線充電技術沒有國外成熟,但也已經開始在部分城市,地方投入運營使用,據了解北京已經在研究推廣無線充電微循環公交車,並將於今年下半年在亦莊或是京郊區縣已經有電動計程車的示範區域,開始進行無線充電的示範運行.

我的國家在2014年新能源汽車銷量達7.5萬輛,2015年一季度達2.72萬輛.我國新能源汽車產業的高速增長使得市場對充電樁的需求越來越大,解決充電難題已經刻不容緩.雖然已有車企與充電公司投入興建充電樁,但市場遠遠未達到飽與程度.而且相比較於充電樁,無線充電的建設成本更低,據了解中興的一套無線充電設施建設下來成本大概2萬元左右,並且還不受場地限制等因素的影響。

萬物無線多維供電在將來不會是一個夢,將來的用電設備或許都會沒有任何插頭和外露電源連接件,而且隨時隨地都可能實現充電,充電寶也將成為歷史。

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