無線充電:一場關於未來的爭奪戰 | 獵雲網

2021-01-15 獵雲網

【獵雲網】8月19日報導(文/竹子)

在1893年的哥倫比亞博覽會上,尼古拉·特斯拉曾隔著一個房間的距離,點亮了一枚電燈泡。隨後他宣稱,藉助一個由鐵塔和氣球組成的系統,他可以將電力傳輸到全世界。儘管最後項目以失敗告終,但他所構想的無線充電,卻給後人帶來了無限的靈感和機會。

可以說,現在整個科技界已經掀起了一股「無線充電潮」,無論是實力雄厚的大公司,還是初露頭角的創業公司,都想在這塊潛力巨大的市場中預先搶佔地位,分得一杯羹。

而目前競爭開展得最如火如荼的領域,非手機和汽車產品莫屬。

早在2013年諾基亞keyword等手機品牌就推出了自己的無線充電手機,比如Lumia 920、Nexus 4。而近來越來越多的手機廠商也開始力推無線充電。三星最新的Galaxy S6就重點宣傳其無線充電功能,HTC下一代旗艦據傳也將採用無線充電技術。

奧迪、寶馬、沃爾沃、奔馳、豐田等車廠,高通、中興、西門子等通信公司也都已開始研究試驗電動汽車無線充電技術,近幾年動作頻頻。

例如去年7月,寶馬曾與德國戴姆勒達成合作,共同開發無線充電技術。奧迪開發了一種可升降的無線充電系統,讓供電線圈更靠近車輛底部的受電線圈,輸電效率可超過90%。沃爾沃與法國阿爾斯通公司和瑞典能源局合作,正研發在快速路上為電動汽車充電的系統。

本文今天挑選了部分「參賽」公司進行介紹,旨在幫助大家了解這一新興領域,並一窺這一角背後的冰山。

1. 他們,已經邁出一步

三星——新型顯示器「SE370」

就在上個月,三星推出了新型顯示器「SE370」,這款產品的一大特點就是可以為行動裝置無線充電。它兼容所有採用Qi無線充電標準的行動裝置。SE370具備兩種功能:顯示內容和為智慧型手機充電。

使用過程中,用戶可以將手機放在SE370的充電區域,基座上的LED燈亮起來即可開始自動充電。由於顯示器是始終接通電源的,所以其會無時無刻放出電流以便為設備充電,用戶無需再有一個專用區域,大幅提升了便利性。

幾天前,三星發布了GalaxyNote5、GalaxyS6Edge+兩款大屏旗艦手機,兩機均支持無線充電技術。其旗下的智能穿戴設備Gear A,據聞也將支持無線充電功能。

宜家——家居產品系列

儘管宜家的主要經營範圍是家居類產品,但這一點也不影響它從無線充電中發現商機。

宜家上月在北美及歐洲地區推出支持無線充電的家居產品系列,首批產品包括檯燈、落地燈、床頭櫃等,支持三星Galaxy S系列、谷歌Nexus系列、微軟Lumia 920等智慧型手機的無線充電,但暫不支持iPhone手機。

宜家無線充電採用了最為普遍的Qi標準,Qi是由全球首個推動無線充電技術的標準化組織——無線充電聯盟(Wireless Power Consortium, WPC)推出的標準。

中興通訊——無線充電微循環電動客車

從2009年就開始進行新能源汽車無線充電技術研發的中興通訊,去年10月,在成都「西博會」上展示了與蜀都客車攜手研發的無線充電微循環電動客車。

今年1月,中興通訊與國家電網宣布在成都組建合資公司,為電動汽車提供無線充電服務,此後中興通訊與東風汽車建設了中國第一條公交無線充電示範線。

其無線充電不需要另外建設充電樁,只用在車身下面安裝一塊車載電磁感應接收器,停車位上加上一個地面控制模塊。

當公交車駛入改造過的停車位並停靠後,就能自動通過無線接入充電場的通信網絡,建立起地面系統和車載市場的通信鏈路,並完成車輛鑑權和其他相關信息交換,充電位也可以通過有線或者無線的方式和雲服務中心進行互聯,前後僅需要幾分鐘。

據了解,中興通訊將會在年內於50至100個城市的公共運輸領域展開無線充電試驗。

高通——Halo無線充電技術

結束不久的Formula E第一賽季上,用作安全車的寶馬i8獲得不少關注,車上裝備的就是Halo無線充電技術。

Halo的充電原理是,當汽車停在相應位置之後,地面充電板的接收線圈與電動車充電板的發射線圈處於同一個相同頻率即可充電;如果汽車和充電板之間出現了異物,充電會自動停止。

高通此前與眾多合作夥伴在倫敦展開了電動汽車無線充電現場試驗,其中包括汽車製造商Renault汽車、Delta Motorsport汽車運動公司,英國最大的微型出租汽車公司Addison Lee,以及電動汽車充電基礎設施供應商Chargemaster,以加速無線電動車充電技術商用。

據悉,高通已為包括寶馬i系列、日產聆風以及雷諾ZOE等車型安裝了車載接收板和控制器,預計 2016 年投入成品生產。

WiTricity——磁場共振無線充電技術

WiTricity的技術已經應用在了豐田電動汽車和英特爾電腦上。

WiTricity 由美國MIT助理教授MarinSoljacic博士發明。原理是通過磁場共振的方式來實現無線供電,最遠距離達到了2.4米,可以同時為多個設備遠距離充電,還可以穿透牆體、木頭等障礙。

CEO Alex Gruzen表示,目前WiTricity的技術已經趨於成熟階段,在專注技術研發的基礎上,接下來要做的是幫助類似蘋果等廠商在智能家居方面的拓展。

其無線充電技術的一整套系統售價高達995美元。目前在磁共振方面已經掌握了100多項專利。

事實上,基本上全部的汽車廠商都已經與他們籤訂了合作協議,將會把WiTricity 的無線充電技術應用在自家的汽車上,這些汽車很可能會在2017年推出。

2. 他們,正在未雨綢繆

另一部分玩家,儘管產品還沒有完全的推出市場、面向消費者,但是也已經做好充足的準備了。或許在不久的將來,它們將會顛覆我們的生活。

Google——感應式充電鍵盤

Google在2年前曾推出為Nexus產品設計的無線充電底盤。

最近又在美國申請了一項名為「感應式充電鍵盤」的專利,計劃讓Chromebooks筆記本能位智慧型手機提供無線充電。原理是通過在筆記本鍵盤中加入一個極小巧且易於更換的無線充電電圈,使之既能為手機充電,也可以接收信號為自身充電。

當然,目前這項技術還在研發之中。

而在2015年5月的I/O大會上,谷歌正式宣布支持USB Type-C標準。這意味著,那些運行Android M行動作業系統的智慧型手機可以變身「充電寶」,在使用雙向USB Type-C線纜時,你可以迅速向朋友瀕臨關機的手機中「借」到部分電力。

這種「借電」形式的充電,或許也代表了未來的另一種可能。

微軟——AutoCharge光束充電系統

今年年初,微軟最新發明的黑科技——AutoCharge光束充電系統。AutoCharge將圖像識別裝置和太陽能光束充電裝置合二為一,系統會自動識別手機設備並通過光束對其進行遠程無線充電。據悉,微軟已經推出了AutoCharge的試驗原型,僅需0.3秒即可自動識別手機,而其充電速度與現在的無線充電技術相差無幾。

產品目前仍在研發階段。

而在去年,微軟正式加入了Power Matters聯盟(PMA),與其它成員共同開發無線充電技術,未來將應用於多種設備上,包括平板機和智慧型手機。

Energous——WattUp藍牙無線路由器

12年成立的Energous公司,希望推出WattUp無線充電路由器來實現無線充電。WattUp內置藍牙模組,發射器能夠通過低功耗藍牙與4.5米範圍內兼容設備(比如手機、平板、燈泡等等)通訊並定位,然後發射頻率同 WiFi 信號一致的集中射頻信號,設備內部的接收器晶片在接收到信號後將其轉化成直流電能。

這種發射器可以內置於電視、音箱等各種常用家電中。WattUp 最新一代晶片的電量轉化率為70%。

WattUp 無線充電路由器還能優先為低電量的設備自動充電,在為指定設備充電到指定的電量比例時,可以自動為下一個優先順序的設備充電。

Energous在2014年底的時候與海爾籤訂了合作協議,WattsUp技術將很快應用於海爾家用電器。

目前 Energous 公司已經將其無線充電技術授權給了一些合作公司,期望其技術在 2016 年早期上市,在接下來的半年中,Energous 會根據合作夥伴的產品需求來修改設計並製造相應的無線充電接收器和發射器。

英特爾——Rezence充電技術研發

英特爾表示,目前正在進行Rezence技術(一種無線充電技術)的開發,到了明年這項技術將會陸續被集成到筆記本電腦、鍵盤、滑鼠和其它周邊設備中。英特爾表示將會從移動產品普及無線充電功能開始逐漸過渡到電腦等其他設備。

2個多月前,英特爾宣布以167億美元收購Altera公司,而Altera所擅長的正是製造設計電信、無線電產品使用可編程處理器。

英特爾還表示從今年下半年開始,將大力布局A4WP無線充電、WiGig無線數據傳輸和WiDi無線顯示技術。

沃爾沃——公路充電系統

沃爾沃的構想是利用道路進行無線充電。

在瑞典,沃爾沃集團、瑞典電力公司 Alstom、瑞典能源局正在共同合作測試利用公路給電動汽車充電,通過將兩個電源線鋪設在公路上,電動車經過時便可獲得電力供應。

這項技術的核心在於汽車得搭載集電器,集電器與公路上的電纜連接,利用直流電充電。汽車不必走在電纜的中央,但必須時速大於 60 公裡。

豐田——電動車無線充電系統

去年,豐田汽車宣布電動車無線充電系統研發完成。該系統下,純電動車(EV)或插電式混動車(PHV)充電時不再需要電線,只要在設置線圈的地面上駐車便能實現充電。

豐田研發的無線充電系統的原理是,利用磁場共振,通過設置在地面上的線圈向車輛上的線圈輸送電流。據悉,豐田普銳斯(PHV)利用此技術充電只需90分鐘便能將電池全部充滿,而且一次充電行程可達26km。

現在處於產品測試階段。

Wi-Charge——紅外光充電系統

Wi-Charge是一家來自以色列的初創企業,他們研發了一種紅外光充電系統,這套充電系統利用發射機將能量轉化為紅外光,藉助電子設備上附帶的接收機將紅外光轉化成電能,可供約4.5米範圍內的設備充電。

其優勢是只要在充電範圍內,能夠隨時自動地為電子產品充電。但無法保證充電質量,會受電子設備數目的影響。而且一旦紅外線光被阻斷,充電即停止。

Wi-Charge紅外線充電就比較適合小型電子產品,如平板電腦,筆記本和手機。

公司稱,其第一種智能家居產品將於2016年中期面世,這種智能家居發射機可以被插在牆上,售價在50美元到100美元之間。移動版紅外光發射機最快可能要到2017年上半年面世。到2018年,可整合到電子設備中的紅外光接收機才會出現。

uBeam——超聲波無線充電

uBeam的本質是超聲波無線充電。其過程是先將電轉化為聲音,通過空氣中的超聲波發送到另一邊設備上的接收器,接收後再將聲音轉換回電能,從而實現無線充電。

在去年的AllThingsD會議上,創始人Meredith Perry帶去了uBeam的產品樣品。

諸如Starbucks、Virgin、Starwood hotels、Apple、Samsung等大公司均對產品很有興趣,也願意高價購買,以對競爭對手造成壟斷優勢。

目前產品仍然在完善中,公司計劃在未來一年多推出2款產品,一款針對辦公室和家用,另一款針對大型場館如商場。

3. 尚需一統江湖的標準

或許很多人還不明白無線充電到底是怎麼一回事,其實它的原理並不複雜,可以分為三種類型:

1. 電磁感應式。本質是兩個互感線圈,輸出端線圈隨著輸入端線圈磁場的變化而變化,從而產生感應電流,輸出能量。優點是:能量轉換率高,傳輸功率範圍大,可達幾百瓦。缺點是:要求兩個設備的距離必須很近,且只能一對一充電。

2. 無線電波式。由微波發射裝置和微波接受裝置組成,可以捕捉到由牆壁彈回的無線電波能量。優點是:距離稍遠,可達10米。缺點是:傳輸功率很低,最高僅為100毫瓦。大部分能量會以無線電波的形式被浪費掉。

3. 磁場共振式。通過電磁共振的方式充電。只要兩個介質有相同的共振頻率,就能傳遞能量。優點是:傳輸功率打,可達幾千瓦;同時能對多個設備進行充電。缺點是:損耗高,且必須對使用頻段進行保護。

市場上的無線充電產品均基於以上三種原理。

目前無線充電有三個比較主流的標準:Qi 、A4WP、PMA。每一種標準都有不少各自的擁泵者。

由於無線充電技術目前還處於研發測試的階段,尚未形成統一的標準,這是它未來發展必然面對的問題之一。

不同的企業和研究組織在利用不同的充電原理時,使用的標準不同。互不兼容的方式和設備,給無線充電的發展和普及帶來了巨大障礙。除此以外,由於沒有相關標準統一,無線充電技術中所需使用的材料也各有優劣,從某種角度考慮,這還涉及到了安全性的問題。

因此,無線充電統一標準的建立可以說是迫在眉睫。儘管目前涉及領域紛繁複雜,通過不斷的試驗、改善,也許最後的標準並不會單一,但一個更成熟、更整合的標準也未必不會更佳。

未來,將會是一個「無線」的世界

通過上面的盤點我們可以看出,想要搶奪「無線充電」這塊蛋糕的玩家,實在不少。無論是利用它來錦上添花,提高現有產品的競爭力;還是專注於技術的研發,為美麗的藍圖打下鋪墊。

當然,各大參與者除了不斷加快自己的腳步之外,也紛紛向外找尋盟友。畢竟,這個充滿潛力的市場不是一朝一夕就能打開,有一個可以互助的盟友,有利於雙方都更好的站穩腳跟。

最理想的狀態是,將來無論走到哪裡都不用擔心電子產品沒電,不論移動與否,所有產品均能隨時續航。

此外,無線充電還有另外一個延伸方向,即推進物聯網的發展。例如將來或許可以利用WiFi路由器,為物聯網裝置進行無線充電,在網絡環境安全的情況下,甚至可以進行數據傳輸。

儘管還有很多問題亟待解決,儘管任重而道遠,但革新的潮流已經勢不可擋了。

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