无线充电技术是什么
无线充电技术起源于无线输电技术,可分为低功率无线充电和大功率无线充电两种方式。
无线充电技术(英文:无线充电技术;无线充电技术)起源于无线电力传输技术,可分为低功率无线充电和大功率无线充电两种方式。
电磁感应常用于小功率无线充电,比如手机的齐充电,但中兴的电动车无线充电是感应式的。大功率无线充电往往采用谐振式(大部分电动车都采用谐振式充电)。电源设备(充电器)将能量传输给用电设备。该设备使用接收到的能量为电池充电,电池也用于自身运行。
由于能量是通过磁场在充电器和电气设备之间传递的,两者之间没有导线连接,所以充电器和电气设备可以不导电接触而暴露出来。
种族发生
1890年,物理学家和电气工程师尼古拉·特斯拉(NikolaTesla)已经做了一个无线传输实验。国际磁感应单位制也以他的名字命名。特斯拉构想的无线输电方法是以地球为内导体,以地球的电离层为外导体,通过放大发射机以径向电磁波振荡的方式在地球和电离层之间建立约8Hz的低频谐振,然后利用地球周围的表面电磁波来传输能量。但由于财力不足,特斯拉大胆的想法并没有实现。虽然这种方案的可行性在理论上已经被后世充分证明,但是不可能在全世界范围内免费播出和获取能量。于是,一个伟大的科学理念就这样消亡了。
2007年6月7日,麻省理工学院的研究团队在《美国科学》杂志的网站上公布了研究结果。研究小组通过将谐振应用于电磁波的传输,使用铜线圈作为电磁谐振器,一个线圈附着在发射侧,另一个线圈附着在接收侧,成功地“掌握”了电磁波。发射机发出一定频率的电磁波后,通过电磁场传播到接收机,功率无线传输。这项被他们称为“无线电力”的技术,经过多次测试,已经成功地用于为两米外的60瓦灯泡供电。这项技术最远的传输距离只能达到2.7米,但研究人员认为,电源已经可以在这个范围内给电池充电。而且只需要安装一个电源,就可以为整个房子里的电器供电。
2014年2月,计算机制造商戴尔加入了A4WP阵营。当时阵营的相关高管表示,将进行技术升级,支持戴尔等电脑厂商的超极本进行无线充电。市场上大多数传统笔记本电脑的功率超过50瓦,但超极本将是第一台使用无线充电的笔记本电脑,因为它使用英特尔的低功耗处理器。在此之前,无线充电技术仅与智能手机和小型平板电脑等“小型”移动设备相关。然而,无线充电三大阵营之一的A4WP(“无线电源联盟”)最近宣布,其技术标准已经升级,支持的充电功率增加到50瓦,这意味着笔记本电脑、平板电脑等大功率设备也可以实现无线充电。
2017年10月,支持无线充电的手机家族迎来三个新成员:iPhone 8、iPhone 8 Plus、iPhone X,都支持齐无线充电标准,为了给用户带来更多的便利,手机本身看起来更酷。
基本的
电磁感应式
初级线圈中一定频率的交流电通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流,从而将能量从发射端传递到接收端。目前最常见的充电方案是采用电磁感应。其实电磁感应解的技术实现并没有太大的玄机。本土中国公司比亚迪公司早在2005年12月就申请了非接触式感应充电器专利,使用的是电磁感应技术。
磁共振
它由能量发射装置和能量接收装置组成。当这两个设备被调谐到相同的频率或以特定的频率共振时,它们可以交换彼此的能量。是目前正在研究的技术。麻省理工学院(MIT)物理学教授马林·索尔贾西奇(Marin Soljacic)领导的研究小组使用这种技术点亮了两米外一个60瓦的灯泡,并将其命名为WiTricity。这个实验用的线圈直径50cm,不能商业化。如果减小线圈尺寸,接收功率自然会降低。
无线电波类型
这是一项成熟的技术,类似于早期使用的晶体接收器。它主要由微波发射器和微波接收器组成,可以捕获从墙壁反弹回来的无线电波的能量,并在随负载调整的同时保持稳定的DC电压。这样只需要一个安装在墙上插头上的发射器和一个可以安装在任何低压产品上的蚊子接收器。
主流技术
主流无线充电标准有五种:Qi标准、Power Matters Alliance()标准、Alliance for Wireless Power()标准、iNPOFi技术、Wi-Po技术。
1.齐标准
齐是世界上第一个推广无线充电技术的标准化组织& # 8211;无线电力联盟(WPC)推出的“无线充电”标准具有便利性和通用性两大特点。首先,不同品牌的产品只要有齐标识,都可以用齐无线充电器充电。其次,克服了无线充电“普适性”的技术瓶颈。在不久的将来,手机、相机、电脑等产品都可以使用齐无线充电器进行充电,为无线充电的大规模应用提供了可能。
市场上主流的无线充电技术主要采用电磁感应、无线电波、谐振三种方式,而齐采用的是最主流的电磁感应技术。在技术应用方面,中国公司一直站在无线充电行业的前列。据悉,齐在国内的应用产品以手机为主,处于第一阶段,未来将向不同类型或更高功率的数码产品开发应用。
2.权力关系联盟标准
电源事项联盟标准由金霸王发起,金霸王是P&G和无线充电技术公司Powermat的合资企业,拥有卓越的综合实力。此外,Powermat是无线电源联盟(A4WP)标准的支持成员之一。
美国电话电报公司、谷歌和星巴克加入了PMA联盟(权力事务联盟的缩写)。PMA联盟致力于为符合IEEE协会标准的移动电话和电子设备创建无线电源标准,并在无线充电领域处于领先地位。
金霸王已经推出了一款采用电源联盟标准的WiCC充电卡。WiCC是一个比SD卡大的圆形,内置线圈、电极等元件,用于电磁感应无接触充电。该卡很薄,插入现有智能手机的电池即可使用。许多便携式终端可以通过使用该卡轻松支持非接触式充电。
3.A4WP标准
A4WP是无线电源标准联盟的缩写,由高通、三星和Powermat共同创建的无线电源联盟创建。该联盟还包括Ever Win Industries、Gill Industries、Peiker Acustic和SK Telecom等成员,旨在为便携式电子产品和电动汽车等电子产品的无线充电设备建立技术标准和行业对话机制。
4.iNPOFi技术
INPOFi("隐形力场")无线充电是一种新型的无线充电技术。其无线充电系列产品采用智能电传输无线充电技术,具有无辐射、电能转换效率高、热效应弱的特点。
iNPOFi智能无辐射技术与现有其他无线充电技术相比,无辐射,采用电场脉冲方式,不产生任何辐射。中国泰尔实验室的检测结果显示,辐射附加值几乎为零。在高效率方面,Tell Laboratories也确定了采用该技术的产品充电传输效率高达90%以上,彻底改变了传统无线充电中电能转换效率低于70%的问题。
智能管理方面,采用芯片适配管理技术,包括:自动开启和关闭充电过程;自动适应所需的电压和电流,管理充电过程,确保高充电效率;统一充电板可以安全、方便、高效地为任何品牌和型号的电子产品充电。在安全性方面,同时考虑了弱电充电中的各种安全问题,如静电ESD保护、防过充、防冲击等。即使受电设备本身的电源管理出现问题,inpofi芯片也可以自动熔断,保护电子设备不受损坏。
值得一提的是,对于智能设备厂商来说,inpofi已经实现了以一个微小芯片为核心的超微设计,只有一枚五硬币大小的1/4,可以轻松集成到任何设备中,也可以集成到各种可穿戴设备中。这是传统电磁产品达不到的。
iNPOFi技术作为新一代无线充电技术标准,高效、绿色、便捷、经济。使用这种技术的充电设备包括一个电力发射器和一个电力接收器。发射机的尺寸和厚度和普通手机一样。接收器嵌入手机保护罩,手机放在发射器上充电。在充电过程中,手机不需要插入任何连接线。相关测试表明,充电时电磁辐射为零,能效转换达到94.7%,接近有线充电。充电设备支持低压电源,兼容普通USB电源;实现低温充电,有效保证设备和电池的使用安全和寿命。
5.无线波技术
Wi-Po技术是一种用于Wi-Po磁共振的无线充电技术,利用高频恒幅交变磁场发生器产生6.78MHz的谐振磁场,从而实现更长的传输距离。
该技术通过蓝牙4.0实现通信控制,安全可靠,可支持一对多同步通信,具有超温、过压、过流保护和异物检测功能。因为这项技术使用的载体是空之间的磁场,不会像电磁波一样发射能量,所以不会对人体造成辐射损伤。
Wi-Po磁共振无线充电可以应用于手机、电脑、智能穿戴、智能家居、医疗设备、电动汽车等各种场景。
电动汽车无线充电
国外现状
目前在国际上,奥迪、宝马、奔驰、沃尔沃、丰田等汽车厂商。,以及高通等通信公司。已经开始研究电动汽车的无线充电技术。其中奥迪的无线充电技术方案主要针对传输过程中的效率损失问题。该方案通过可升降的无线充电系统,使电缆端的发射线圈更靠近电动车底部的接收线圈,从而提高电力传输效率。宝马和奔驰开发的无线充电技术已经在宝马i8上测试应用。至于沃尔沃,已经完成了电动汽车无线充电系统的测试。据说整个充电过程不到3小时。由于无线充电技术相对成熟,国外一些地方已经投入使用。2014年韩国铺设12公里无线充电段,车辆可以边行驶边充电。
国内现状
相比国外很多厂商的参与,国内研究无线充电技术的机构并不多,其中以中兴、比亚迪、重庆大学为代表。其中,中兴通讯于2013年开始开发无线充电技术,并于2014年推出成熟、具体的产品和解决方案。目前,中兴通讯的无线充电方案已经在部分城市正式投入使用。与众所周知的中兴不同,比亚迪据说在2005年申请了非接触式感应充电器专利,并在2014年向犹他大学出售了一辆配备WAVE无线充电垫的纯电动公交车。至于科研机构代表重庆大学,据说从2002年开始研究“大功率无线电能充电传输装置”,用于汽车充电。
目前,在中国,虽然无线充电技术不如国外成熟,但已经在一些城市和地方投入运行。据了解,北京一直在研究和推广无线充电微流通公交车,并将于今年下半年在亦庄或北京郊区县电动出租车示范区启动无线充电示范运营。
无线供电入选厦门市第八批“双百计划”,也是无线充电高科技项目首次进入福建和厦门,标志着无线供电产业成为厦门高新技术产业集群的重要组成部分。
中国新能源汽车销量2014年达到7.5万辆,2015年第一季度达到2.72万辆。随着我国新能源汽车产业的快速增长,市场对充电桩的需求越来越大,解决充电问题迫在眉睫。虽然汽车公司和充电公司都投资了充电桩的建设,但是市场还远未饱和。与充电桩相比,无线充电的建设成本更低。据了解,中兴一个无线充电设施的建设成本在2万元左右,不受场地限制等因素影响。面对巨大的市场蛋糕诱惑,无线充电什么时候等一块蛋糕?进入商业化可能需要时间,但机会总是给有准备的人,切入也不晚。
无线充电产业链
无线充电产业链分为接收和发射两部分。接收端上下游产业链分为芯片、磁性材料、传输线圈、模块制造、系统集成。发射端分为芯片、线圈模块和方案设计。
接收机芯片和系统集成设计技术壁垒高,利润高(各占无线充电产业链利润的30%左右),主要客户是移动终端。发展状况和三年前的指纹识别很像。只有IDT有过出货经验,博通是官方为苹果定制的,而包括TI和高通在内的其他公司都没能抓住行业第一次爆发的机会,没能打入任何一家手机厂商的供应链。相反,一批国内新创公司和尖端技术高的上市公司已经提前布局,开始在手机接收市场显现苗头。搭载国产芯片的品牌手机已经投放市场。金立手机M7 Plus选择国产品牌的无线充电方案。
在发射机的芯片环节,参与厂商很多,分层次。一线无线充电器制造商,如摩尔菲、贝尔金、泽宝等。,一般更注重固定频率、FOD异物检测功能、快速充电等性能,而专注高端市场的恩智浦、IDT等少数国内芯片厂商品牌往往成为他们的首选。在注重性价比的品牌中,国外的芯片因为价格高,很难占据一席之地。相反,国内一些芯片制造商的市场份额很高,当然这个市场的竞争也很激烈。
与接收端产业链相关的企业:
与产业链特征相关的企业,系统集成技术壁垒高,这就要求手机系统设计要积累IDT、三星、苹果、益中无线等技术壁垒高、对芯片尺寸、控制、稳定性要求高的芯片
。IDT、高通、博通、ST、易冲无线、罗姆半导体等传输线圈都是客户高度定制的,东山米、顺罗电子、信威通信、卢克思等磁性材料需要高磁通量,技术要求高。阿莫特、TDK、兰佩、天通、安泰科技、横店东磁等模块封装制造环节壁垒较低,最先受益的是新伟通信、东山精密、德门、安费诺、LG等。
▲手机无线充电供应链相关企业
发射端产业链相关企业:【/br/】产业链相关企业设计:澳海、李勋、泰克、贺红、中汇创智、方鑫、北海嘉信高、华友等芯片恩智浦、IDT、TI、益冲无线、金鑫微、新捷、华润四科、新页等线圈/模块顺罗电子、天通股份、麦格
无线充电市场的爆炸式增长无疑意味着上下游企业巨大的商机,不仅在智能手机上,在智能家居和汽车上,仍然有很大的空市场。另外,对于第三方无线充电供应商来说,这也意味着巨大的商机。这些厂商提供的无线充电器不仅仅是给三星或者苹果用的,也是兼容性高的产品给不同品牌的手机充电。但是无线充电行业还处于发展初期,市场上涌现出无数的无线充电器产品,只有那些质量有保证的产品才能在市场上脱颖而出。
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