為何無(wú)線充電為何還沒(méi)成為手機(jī)標(biāo)配

　　TechNovator公司推出新一代無(wú)線充電技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)隔空充電，有效距離達(dá)5米。

　　高通Halo車(chē)載無(wú)線充電使地面充電板與電動(dòng)車(chē)充電板之間進(jìn)行能量傳輸。近兩年，無(wú)線充電技術(shù)快速發(fā)展，成為最炙手可熱的技術(shù)之一，手機(jī)、平板電腦，甚至電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)都有可能因此發(fā)生顛覆性變革。近來(lái)，由于外界盛傳即將到來(lái)的蘋(píng)果iPhone8可能會(huì)采用無(wú)線充電，更是引起了人們的關(guān)注。

　　19世紀(jì)舊技術(shù)

　　在21世紀(jì)的新革命

　　無(wú)線充電，如果把這個(gè)“充”字去掉，就是無(wú)線電了，實(shí)際上兩者原理一致，在淘寶花幾元錢(qián)買(mǎi)幾個(gè)配件自己組裝一臺(tái)不用電池的收音機(jī)，這種收音機(jī)的電就是無(wú)線信號(hào)自帶的。

　　早在1831年，英國(guó)物理學(xué)家邁克爾·法拉第就發(fā)現(xiàn)了磁與電之間的相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化關(guān)系。只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。電磁感應(yīng)無(wú)線輸電就是在發(fā)送端和接收端各有一個(gè)線圈，初級(jí)線圈上通一定頻率的交流電，根據(jù)電磁原理可以在線圈的周邊形成一個(gè)交變的磁場(chǎng)空間，根據(jù)電磁感應(yīng)原理在次級(jí)線圈中產(chǎn)生一定的電流，電能可以隔著很多非金屬材料進(jìn)行傳輸，從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端。

　　無(wú)線電能傳輸?shù)钠鹪纯梢宰匪莸?9世紀(jì)末期。由于電能的產(chǎn)生地與使用地往往存在很大的距離差異，而有線的輸配電系統(tǒng)還沒(méi)有建立起來(lái)，早期的科學(xué)家希望能夠無(wú)線地把電能傳輸?shù)绞褂玫?，于是就有了無(wú)線電能傳輸?shù)男枨?。不少科學(xué)家在這個(gè)領(lǐng)域做了研究，其中以尼古拉·特斯拉為典型代表。

　　早期的這種無(wú)線電能的傳輸都是以千米為單位的遠(yuǎn)距離大功率電能傳輸。以這個(gè)目的來(lái)開(kāi)展的無(wú)線電能傳輸?shù)难芯孔罱K都以失敗告終。但相關(guān)的基礎(chǔ)理論研究由此開(kāi)展并延續(xù)下來(lái)。

　　在手機(jī)盛行的時(shí)代，無(wú)線電能傳輸?shù)男枨蟊粺o(wú)線充電的需求所取代。目前市場(chǎng)上無(wú)線充電屬于電磁感應(yīng)式無(wú)線能量傳輸，借助空間中的無(wú)形介質(zhì)——磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)電源與用電設(shè)備間能量傳遞。這種方式被認(rèn)為對(duì)人體無(wú)害，不過(guò)必須近距離作業(yè)。

　　最常見(jiàn)的Qi無(wú)線充電器應(yīng)用的就是電磁感應(yīng)式無(wú)線能量傳輸技術(shù)，這種充電器對(duì)手機(jī)有一定的要求。首先手機(jī)電池上必須有無(wú)線觸點(diǎn)，然后在電池?zé)o線觸點(diǎn)上吸附一個(gè)紙張薄厚的無(wú)線接收端，再將Qi無(wú)線充電器緊貼于無(wú)線接收端后面，就像把手機(jī)放在一個(gè)“電磁爐”上，便可以給手機(jī)充電了。

　　如果是電池不能拆卸的手機(jī)，就要在手機(jī)外面套一個(gè)無(wú)線接收端手機(jī)殼，手機(jī)殼要與手機(jī)充電接口相連，才可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電。

　　目前，一些智能手機(jī)和電動(dòng)牙刷支持的無(wú)線充電技術(shù)，都是采用了這種感應(yīng)耦合技術(shù)。手機(jī)背部、牙刷底部和充電底座集成線圈，產(chǎn)生磁場(chǎng)，兩個(gè)線圈的相互作用能夠傳輸電流，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電。

　　最早使用無(wú)線充電技術(shù)的應(yīng)該是2013年發(fā)布的諾基亞Lumia 920手機(jī)。正是因?yàn)長(zhǎng)umia 920，中國(guó)大多數(shù)消費(fèi)者才知道了“無(wú)線充電”。隨后三星從Galaxy S6系列開(kāi)始支持無(wú)線充電技術(shù)，并且后續(xù)對(duì)其進(jìn)行不斷優(yōu)化，取得不錯(cuò)的效果。

　　最新技術(shù)能實(shí)現(xiàn)

　　半徑5米內(nèi)自由充電

　　看起來(lái)，這是一個(gè)相當(dāng)便捷的功能，其優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)：擺脫令人頭疼的充電線，更整潔；設(shè)備上不再出現(xiàn)電力插孔，避免氧化或進(jìn)入灰塵；理論上一個(gè)充電座可以支持多個(gè)設(shè)備。但在實(shí)際使用中，由于傳輸距離短，只有10厘米左右，設(shè)備仍必須放在特定的充電塢上進(jìn)行充電，而且耗時(shí)更長(zhǎng)。

　　比如無(wú)電池?zé)o線鼠標(biāo)，不僅沒(méi)有達(dá)到自由的目的，反而把鼠標(biāo)限制在方寸鼠標(biāo)墊上；還有無(wú)線充電寶，雖然解決了需要連線的問(wèn)題，卻把偌大的充電寶和手機(jī)綁在了一起，更不方便了。

　　感應(yīng)式磁共振的無(wú)線充電技術(shù)，就解決了磁感應(yīng)式無(wú)線充電的上述難點(diǎn)。這種充電方式由能量發(fā)送裝置和能量接收裝置組成，當(dāng)兩個(gè)裝置調(diào)整到相同頻率，或者說(shuō)在一個(gè)特定的頻率上共振時(shí)，它們就可以交換彼此的能量，其原理與聲音的共振原理相同，排列在磁場(chǎng)中的相同振動(dòng)頻率的線圈，可從一個(gè)向另一個(gè)供電。

　　磁共振無(wú)線充電技術(shù)引起關(guān)注的時(shí)間可以追溯到2008年，當(dāng)時(shí)在麻省理工學(xué)院的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，研究人員隔空點(diǎn)亮了一個(gè)60W的燈泡，系統(tǒng)的效率約為15%。磁共振式理論上傳輸距離可以很大，不過(guò)目前新聞報(bào)道中較長(zhǎng)的無(wú)線充電距離也不過(guò)幾米，且實(shí)際效果還有待考證。

　　2015年年初，媒體報(bào)道稱，美國(guó)無(wú)線電力公司W(wǎng)iTricity以磁場(chǎng)共振的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線供電，最遠(yuǎn)距離達(dá)到了2.4米，可以同時(shí)為多個(gè)設(shè)備遠(yuǎn)距離充電。

　　去年，TechNovator公司研發(fā)出了最新一代無(wú)線充電技術(shù)，用戶可以在一定空間里自由行走，邊走邊充電，完全擺脫了線纜和充電塢的束縛。

　　新設(shè)備看上去就是一個(gè)不起眼的立方體，但可以在半徑5米的空間里部署電場(chǎng)，來(lái)為設(shè)備充電，只是充電速度有點(diǎn)慢，而且無(wú)法穿墻。值得一提的是，使用該無(wú)線充電的設(shè)備需要安裝一個(gè)配套的接收器，該接收器負(fù)責(zé)將電場(chǎng)中的能量轉(zhuǎn)化為電流輸入到手機(jī)等設(shè)備當(dāng)中。

　　電動(dòng)汽車(chē)行駛中

　　就可以自我充電

　　無(wú)線充電對(duì)手機(jī)、電腦、相機(jī)等電子產(chǎn)品而言，只是個(gè)錦上添花的新功能，但對(duì)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的影響將是革命性的，有可能是啟動(dòng)整個(gè)電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)的關(guān)鍵。未來(lái)也許電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主為愛(ài)車(chē)充電將變得像為電動(dòng)牙刷充電一樣簡(jiǎn)單。甚至在未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)可以在上路行駛的同時(shí)進(jìn)行自我充電。

　　現(xiàn)階段，大部分期待擁有私家車(chē)的市民對(duì)電動(dòng)車(chē)仍存有顧慮：行駛不到300公里就得充電，充一次電至少得6個(gè)小時(shí)，小區(qū)還需安裝專(zhuān)門(mén)的固定充電樁……這些限制因素都讓人們對(duì)電動(dòng)車(chē)難以動(dòng)心。如果在不久的將來(lái)，當(dāng)您駕駛著電動(dòng)汽車(chē)在公路上飛馳，無(wú)論是直道還是彎道，無(wú)論是隧道還是橋梁，電動(dòng)車(chē)一邊行駛就能一邊快速地給電池補(bǔ)充電能，停進(jìn)車(chē)庫(kù)按下按鈕也可以充電，之前的顧慮還會(huì)存在嗎？

　　雖然前景很美好，但目前要給電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行無(wú)線充電還有很多問(wèn)題待解決。

　　首先，傳輸效率是所有無(wú)線充電都面臨的問(wèn)題。因?yàn)?，?duì)于電動(dòng)車(chē)這樣充電功率更大的“電器”來(lái)說(shuō)，電能轉(zhuǎn)換為無(wú)線電波，再由無(wú)線電波轉(zhuǎn)換成電能，這兩次轉(zhuǎn)換都會(huì)損失不少的能量。

　　其次，電磁相容也是無(wú)線充電需要解決的技術(shù)瓶頸之一。因?yàn)殡姶挪ê苋菀桩a(chǎn)生泄漏，當(dāng)大功率的車(chē)用無(wú)線充電設(shè)備運(yùn)行時(shí)，也會(huì)對(duì)周?chē)纳锖碗娮釉O(shè)備產(chǎn)生影響，甚至?xí)：θ梭w健康。而利用封閉的自動(dòng)智慧化車(chē)庫(kù)安裝無(wú)線充電設(shè)備是解決電磁相容比較好的途徑，不過(guò)成本不菲。（記者 任志方）