雖然無線充電的概念非常火熱,但事實上,無線充電技術的發展仍然前景不明,面臨諸多阻礙,標準不統一是它最大的“硬傷”
- 發佈時間:2014-08-10 04:29:27 來源:文匯報 責任編輯:羅伯特
本報記者張曉鳴
大多數人去星巴克有三個目的:喝咖啡、蹭Wi-Fi,以及給手機充電。但是問題是,前面兩個目的實現起來比較容易,而靠近充電插座的座位的數量卻是有限的。萬一碰到幾個霸佔座位充電的顧客,那你就乾等著吧。
隨著個人擁有的智慧終端數量不斷增多,如何更方便地給這些終端充電,成為業界探索的一大方向。據美國市場研究調查公司IHS調查顯示,智慧手機中大約有70%的用戶至少每天為手機充一次電,30%的人每天要充2次以上。因此,無線充電技術的出現,為智慧終端充電方式的革命帶來了可能。近日,星巴克在美國推出最新服務,將逐步在各門店設立免費手機無線充電點,並在洛杉磯首次試推。
在技術演進和需求的推動下,無線充電技術正在快速成熟,並走進現實應用。那麼,無線充電技術究竟會是曇花一現,還是未來的大勢所趨?我們真的即將進入一個充電不設“線”的時代嗎?
無線充電技術(Wireless chargi ng technol ogy),源於無線電力輸送技術。又稱感應充電、非接觸式感應充電,是利用近場感應,也就是電感耦合,由供電設備(充電器)將能量傳送給用電的裝置,該裝置使用接收到的能量對電池充電,並同時供自身運作之用。由於充電器與用電裝置之間以電感耦合傳送能量,兩者之間不用電線連接,因此充電器及用電的裝置都可以做到無導電接點外露。
目前主流的無線充電技術主要有——
電磁感應式充電初級線圈一定頻率的交流電,通過電磁感應在次級線圈中産生一定的電流,從而將能量從傳輸端轉移到接收端。目前最為常見的充電解決方案就採用了電磁感應。事實上,電磁感應解決方案在技術實現上並不神秘,比亞迪早在2005年申請的非接觸感應式充電器專利,就使用了電磁感應技術。
磁場共振充電由能量發送裝置和能量接收裝置組成,當兩個裝置調整到相同頻率,或者説在一個特定的頻率上共振,它們就可以交換彼此的能量,是目前正在研究的一種技術。麻省理工學院(MIT)一個研究團隊不久前利用該技術,點亮了兩米外的一盞60瓦燈泡,並將其取名為WiTrici ty。
無線電波式充電這是發展較為成熟的技術,類似于早期使用的礦石收音機,主要由微波發射裝置和微波接收裝置組成,可以捕捉到從墻壁彈回的無線電波能量,在隨負載作出調整的同時保持穩定的直流電壓。這種方式只需一個安裝在墻壁插頭的發送器,以及可以安裝在任何低電壓産品上的“蚊型”接收器。
再也不用“專門找一個時間充電”
星巴剋日前表示,將在美國包括Teavana茶吧在內的7500個門店,設立10萬個“Powermat Spot”免費無線充電站點,並從洛杉磯海灣區開始試推。今後,消費者將擺脫電源插座,僅需將手機放在桌面的特殊裝備上,即可實現手機充電。“Powermat”外觀類似黑色小圓盤,它能持續放出低電,方便消費者在享用咖啡的同時,順便為隨身的各種移動智慧終端充電。
Powermat于2006年由以色列企業家RanPoliakine創立,公司多年來一直專注于手機與其他設備有線充電轉換技術的研發,2011年開始與金霸王電池合作,推出了一系列針對移動智慧終端充電需求的套管、接收器等産品。星巴克店內布設的這款Powermat是其最新出品,它使用了一種被稱為“電磁感應充電”的新技術,該技術可以實現相近物體之間的電力傳輸,其最大賣點,就是充電時不再需要那根煩人的電線了。
其實,電磁感應作為無線充電的基礎技術,早就不是什麼新鮮事物了,它已經存在了足有100多年,其原理如下:首先,充電座上的電磁感應線圈會形成一個電磁場,這個磁場與另外一個電磁感應線圈接觸後(線圈一般連接在需要充電的設備上),就會向其輸送電力。在專家看來,它的工作原理跟用充電座給你的電動牙刷充電沒什麼不同。
不過電磁感應技術也有缺點,使它難以成為一種主流技術。首先,每個電磁感應線圈只能給一台設備充電。因此,在如今多設備並存的環境中不免顯得低效和不方便。其次,它需要用戶把設備的位置放得很準確,才能讓線圈啟動和保持充電程式。
對此,RanPoliakine的觀點是,推廣無線充電技術的關鍵,並不在於怎樣實現最快速或最有效的連接,而在於如何讓人們在最需要的地方用上它:“我們試圖解決的問題是,如何讓消費者整天都能充電。最大的阻礙就是關聯性,我們應該把充電點放在哪?”他補充道:“你最需要這項服務的地方,是在家或辦公室以外的地方。”
他説的很有道理。把充電點放在星巴克的門店裏不失為一個好辦法,至少可以避免消費者在咖啡廳里長聊時不得不到處找電源插口。另外,也可以把它放在機場、酒店或Powermat的充電站裏。如果按照充電效率來看,無線充電比不上有線充電。也就是説,用無線充電會花費更多的時間。不過無線充電的意義就在於可以充分利用碎片時間--你不用拿出電線插入介面,當你不用手機時,放下它就等於給它充電,不用“專門找一個時間充電”。
各種標準技術眼花繚亂
不過,無線充電能否成為主流,星巴克説了不算。在這點上,諾基亞的態度很重要。
作為最早將無線充電技術引入到智慧手機領域的製造商,諾基亞英國最近通過卡通短片的形式,再次展現了無線充電技術的魅力。視頻中,一對夫妻累了一天回到自己的臥室,男主人公(使用iPhone)回家後往床上一趟,想著給手機充電,然後到處翻找充電器,而最後,由於隨手一扔,導致充電線再次脫離介面……反觀女主角,簡單地將Lumia1520放在一塊無線充電平板上,然後,第二天早上起來就會發現手機妥妥地“滿電復活”了。視頻的畫外音強調:“在你的臥室,是時候跟煩亂的線纜説No了。通過無線充電器,你能夠讓Lumia智慧手機像孩子睡著一樣乖乖地充電。”
智慧終端巨頭中,諾基亞在無線充電技術上的投入最多,堪稱“第一個吃螃蟹的人”。2012年發佈的Lumia920和Lumia820,就是首批支援這一功能的智慧手機。與此同時,諾基亞還開發出眾多無線充電週邊設備,像是無線充電托盤、無線充電支架、“小胖仔”Fatboy無線充電枕頭,以及JBLPowerUp無線充電音箱……只要將支援這一功能的手機放在以上任意一款設備上,就能開始自動充電。
不過,雖然各大巨頭躍躍欲試,但無線充電領域至今還沒有一個統一的技術標準。以諾基亞Lumia設備為代表的“Qi”標準,和Powermat主導的電源事業聯盟(PMA)標準之間,雖然都是一樣採用電磁感技術,産品彼此間卻無法相容。比如在星巴克,基於PMA標準的Powermat無法為支援Qi標準的各種設備、像是Nexus平板、Lumia手機等無線充電。雖然由於門檻低、通用性強,Qi成為各家手機及移動設備廠商最喜愛的標準,産業中支援Qi的企業達到了200多家,而PMA只有72家。但是,不相容就是不相容,對普通用戶來説,一點辦法也沒有。
除了最流行的電磁感應,躍躍欲試的無線充電技術和標準還有不少,比如以磁共振技術生産的無線充電裝置。這類設備主要依賴電磁共振耦合原理,在每個線圈周圍形成一個能夠傳輸電力的磁場,不需要對線圈進行精確排列。它的最大優勢,是可以隔著一段較小的距離實現無線充電,不需要讓設備與充電器直接接觸。因此你可以把充電板鑲嵌在桌子底下,而不是放在桌面上。磁共振技術的另一個優點,是可以同
時支援一台以上設備充電。為此,相關廠商在此技術上成立了A4WP標準聯盟。去年,Intel加入了A4WP的無線充電聯盟,成為了該聯盟一個重要成員。
此外,還有一種iNPOFi技術。其産品採用智慧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。值得一提的是,該技術由中國企業自主研發。採用該技術的充電設備包含電源發射裝置和電源接收裝置兩部分,發射裝置大小、薄厚與普通手機相當,接收裝置嵌入手機保護套中,將手機套上保護套,平放在發射裝置上就可以開始充電。充電過程中,手機不需要插上任何連接線。相關檢測顯示,充電過程中電磁輻射為零,電能效率轉換達94.7%,接近有線充電。iNPOFi充電設備支援低電壓供電,相容普通USB供電。同時可實現低溫充電,有效保障設備及電池的使用安全及壽命。
規模化應用尚待時日
“看起來很美”,這用來形容當前的無線充電技術頗為合適。
雖然無線充電的概念非常火熱,但事實上,無線充電技術的發展仍然面臨諸多阻礙,標準不統一就是一大“硬傷”。在目前的市場上,有包括PMA、A4WP以及Qi在內的三大標準,代表不同的廠商陣營和利益集團。雖然很多廠商都已經推出了基於各自標準的産品和應用,但是這些標準之間卻不具備互通性。對於消費者而言,要想“一款産品走天下”的願望還是無法實現。
就拿星巴克推出的無線充電服務來説,其基於PMA標準,如果是不支援PMA標準的終端,想在星巴克使用無線充電服務,那就必須配備相應的接收器,這對於用戶而言,無疑增加了成本並提升了操作的難度。
更多的企業是“腳踩兩條船”,比如高通不止是A4WP標準的建立者,它也是Qi標準的和PMA標準的支援者;三星的情況也基本一樣,而Intel雖然沒有正式宣佈要加入其他兩個標準,但用腳趾想,也知道它絕不會將自己捆死在A4WP標準上。
不僅在智慧終端無線充電領域,在電動汽車無線充電領域,標準的統一也是一大難題。很長一段時間內,業界對於電動汽車無線電力傳輸頻率都有爭議,這在一定程度上影響了技術發展的腳步。不過,近期業界就此達成了一致,決定採用85kHz頻率。2013年11月,推進“SAEJ2954”標準制定的美國汽車工程師協會(SAE)宣佈採用85kHz,隨後日本企業也將85kHz列為第一候選。
未來究竟是哪個標準會一統天下,還是幾大標準分足鼎立,我們不得而知,不過為消費者帶來更簡單、更便利的應用卻是業界追求的永恒目標。不久前,晶片廠商博通就發佈了一款名為BCM59350的無線充電晶片,這款晶片聲稱可以相容現有所有的無線充電標準。無論用戶無論使用哪種無線充電技術設備,在該晶片的支援下都可以自由充電。
當然,無線充電技術的普及在破解標準難題之後,仍將面臨一系列的挑戰。如何讓無線充電産品的成本持續降低,適應大規模普及的需要?如何在公共場所大規模鋪設無線充電設備,讓消費者真的可以隨時隨地實現充電?這些都是待解之題。不過,也有業內人士指出,進入無線充電領域的廠商越多,成本越快向下走,目前正是低成本潛伏期。為了搶佔這一市場,國內外廠商必然爭相推出低成本方案以滿足客戶需求。
客觀而言,相對於傳統的有線充電方式,無線充電技術確實能夠帶來諸多便利,打破時間和空間上的約束。我們有理由相信,隨著無線充電技術的發展以及相關産品的進一步成熟,無線充電技術將會擁有一個美好的應用前景。
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