遠(yuǎn)距離無線充電成為現(xiàn)實(shí)

Schatz是馬薩諸塞州沃特敦美國(guó)無線電力公司（WiTricity）的業(yè)務(wù)發(fā)展主管，他甚至可以展示“未來的無線房間”：房間里面的電燈和手機(jī)等設(shè)備都可以實(shí)現(xiàn)無線充電，不管它們放在房間的哪個(gè)地方。

不過，WiTricity不會(huì)銷售它所演示的任何無線產(chǎn)品；這家公司未來銷售的而是別人使用其申請(qǐng)專利的設(shè)計(jì)來制造產(chǎn)品的許可證。WiTricity的這種無線充電技術(shù)目前沒有多少競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，它稱之為強(qiáng)共振無線輸電技術(shù)。

調(diào)研機(jī)構(gòu)IHS Research的電力與能源部首席分析師Jason dePreaux說：“WiTricity是率先演示這種共振無線輸電技術(shù)的公司之一；與感應(yīng)式充電技術(shù)相比，這項(xiàng)技術(shù)提供了線圈與線圈之間更遠(yuǎn)的距離，這需要發(fā)射器和接收器緊密耦合。WiTricity給我留下的印象是，它完全向市場(chǎng)開放這項(xiàng)技術(shù)。”

總部設(shè)在廣東的惠州市明天科技有限公司（3DVOX Technology）聲稱它在2012年3月成功開發(fā)出了“三維充電系統(tǒng)”；借助一個(gè)1.5英尺×1.5英尺見方的盒子，該系統(tǒng)就能為堆滿整個(gè)房間的電子設(shè)備充電。該公司聲稱，其廣泛磁場(chǎng)發(fā)射（Widely Magnetic Field Launching）和聚焦磁場(chǎng)接收（Focus Magnetic Field Receiving）技術(shù)很強(qiáng)大，足以讓磁共振電力傳送到數(shù)英尺開外的地方。

感應(yīng)式無線充電VS共振式無線充電

迄今為止，市面上的產(chǎn)品主要采用磁感應(yīng)充電技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)要求移動(dòng)設(shè)備與充電表面（如充電墊）相互接觸。領(lǐng)先的充電墊供應(yīng)商一向是擁有Powermat技術(shù)的金霸王公司（Duracell）。

像WiTrcity這樣的共振充電讓支持該技術(shù)的設(shè)備能夠放在離電源最多幾英尺開外的地方進(jìn)行充電。共振充電基于與磁感應(yīng)同樣的發(fā)射器/接收器線圈技術(shù)，但是它能夠?qū)崿F(xiàn)更遠(yuǎn)距離的輸電。所以舉例來說，移動(dòng)設(shè)備放在筆記本電腦的旁邊時(shí)，可以借助共振充電功能來進(jìn)行充電；或者如果借助WiTricity的技術(shù)，可以在幾英尺之外的地方充電。

前景廣闊

WiTricity的技術(shù)在消費(fèi)類產(chǎn)品領(lǐng)域有著無限的應(yīng)用前景，從嵌入無線充電器的辦公桌和櫥柜，到埋在混凝土里面可以為停在自家車庫(kù)和停車場(chǎng)的電動(dòng)汽車充電的充電墊。WiTricity甚至還為太陽(yáng)能電池板開發(fā)了一種接收器，因而不需要任何電線穿過屋頂。設(shè)想一下電力和內(nèi)容都以無線方式（使用藍(lán)牙）提供的無線電視機(jī)。WiTricity就有這樣一種無線電視機(jī)。

醫(yī)療設(shè)備也可以通過WiTricity提供的技術(shù)來充電。比如，如今人工心臟泵必須連線到患者佩戴的電池組。而采用無線充電的話，破壞性比較小，有助于避免電線穿過患者皮膚進(jìn)入的部位出現(xiàn)感染。

在美國(guó)《計(jì)算機(jī)世界》最近采訪WiTricity的期間，Schatz展示了一個(gè)名為“Prodigy”的新無線充電器原型如何為大概10英寸外的設(shè)備充電。這個(gè)黑色橢圓形的的Prodigy充電器看起來酷似如今許多商店在賣的普通充電墊，售價(jià)高達(dá)995美元。它實(shí)際上是面向工程師、研究人員和創(chuàng)業(yè)家的一款演示工具包，供他們用來開發(fā)自己的充電產(chǎn)品。

Schatz展示了一款黑色橡膠墊（他所說的“中繼器”）如何增強(qiáng)充電信號(hào)，從而有望實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離充電。（與中繼器的充電距離大約是2英尺）。就像使用電源的無線充電器一樣，橡膠中繼器里面嵌入了銅線圈，但是線圈是無源的——它沒必要接入到任何電源。Schatz解釋道：“中繼器這種結(jié)構(gòu)讓電能得以遠(yuǎn)距離跳躍傳輸，沒必要為它添加任何能量。”

雖然如今嵌在中繼器里面的銅線圈用銅線做成，但Schatz表示他們的線圈還可以印制在平板上，就像任何印制電路一樣。WiTricity已經(jīng)生產(chǎn)出了印制線圈，并在智能手機(jī)中進(jìn)行了演示，智能手機(jī)沒有因此而變厚。

WiTricity的技術(shù)還可以直接透過實(shí)心物體（如木頭或塑料貼面）來充電。為了進(jìn)行演示，Schatz將充電墊拿到木制會(huì)議桌下方，證明它可以為會(huì)議桌上面的電燈充電。這項(xiàng)技術(shù)有望讓無線充電功能嵌入在桌子或其他家具里面。

無線充電市場(chǎng)

Pike Research公司最近的一份報(bào)告估計(jì)，到2020年，全球無線充電設(shè)備的收入將超過150億美元；基于強(qiáng)共振無線輸電的系統(tǒng)將占整個(gè)市場(chǎng)的80%以上。WiTricity擁有與強(qiáng)共振無線輸電有關(guān)的基本專利：它在全球共有270多項(xiàng)已申請(qǐng)或正在申請(qǐng)的專利。磁感應(yīng)充電和磁共振充電都使用銅線圈：發(fā)射器線圈和接收器線圈。發(fā)射器線圈里面的交流電形成一個(gè)磁場(chǎng)，從而在接收線圈里面感應(yīng)出電壓。

WiTricity的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是像金霸王這些公司的Powermat技術(shù)，以及通過比較新的Qi認(rèn)證的產(chǎn)品。雖然Qi產(chǎn)品僅限于無線充電墊和近距離共振充電，但是它們的確允許多個(gè)設(shè)備可以放在充電墊上同時(shí)充電，不管位置擺放如何。比如說，通過Qi認(rèn)證的無線充電技術(shù)廠商Fulton Innovation其充電墊采用磁感應(yīng)技術(shù)，可以為充電墊上任何位置的最多三個(gè)設(shè)備充電。Schatz提到符合Qi標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品時(shí)說：“我還得把設(shè)備非常精確地放在充電墊上。要是位置偏離5mm，就充不了電。”

Qi標(biāo)準(zhǔn)由無線充電聯(lián)盟（WPC）開發(fā)而成。Qi得到了120多家公司的廣泛支持，這些公司一直在開發(fā)符合Qi認(rèn)證的產(chǎn)品。Qi能夠?qū)崿F(xiàn)感應(yīng)式或充電墊式的充電和近距離（不超過1.5cm）磁共振充電。這些公司都是電子行業(yè)的知名廠商，包括LE電子、索尼、諾基亞和韋里遜無線等大公司。

Schatz認(rèn)為，符合Qi認(rèn)證的產(chǎn)品不會(huì)流行起來，因?yàn)闉槌潆妷|上的智能手機(jī)或其他移動(dòng)設(shè)備充電，或者近距離充電沒有多大優(yōu)勢(shì)。他說：“這幾年來他們一直在竭力推廣這項(xiàng)技術(shù)。去商店買只充電墊來，你會(huì)看到它其實(shí)不是很有用。”

但是Qi不是目前唯一的無線充電規(guī)范。高通和三星支持的無線充電聯(lián)盟（A4WP）近日表示，其技術(shù)工作委員會(huì)已經(jīng)批準(zhǔn)了一種更靈活的無線充電規(guī)范，有望讓消費(fèi)者可以使用感應(yīng)和近距離共振無線充電技術(shù)，在眾多兼容的表面上為移動(dòng)設(shè)備充電。

A4WP聲稱，該規(guī)范將讓人們更容易為嵌在家具、機(jī)器和車輛里面的電氣設(shè)備充電。該技術(shù)來自高通今年早些時(shí)候收購(gòu)的一家名為WiPower的公司。WiPower聲稱，其無線充電技術(shù)的距離比Qi更遠(yuǎn)：可達(dá)到45mm。

Qi標(biāo)準(zhǔn)無線交流電可以將電力輸送到離電源5mm至40mm不等的設(shè)備。

不過，另一家無線充電技術(shù)廠商：總部位于新西蘭的Power by Proxi近日宣布，它通過奧克蘭大學(xué)的商業(yè)化公司UniServices，從這所大學(xué)獲得了關(guān)鍵的無線充電專利組合。專利組合包括122項(xiàng)專利，適用于便攜式消費(fèi)電子設(shè)備、半導(dǎo)體和電池。

Power by Proxi的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Greg Cross表示，使用Qi規(guī)范的設(shè)備要求設(shè)備放在充電墊上的精確位置，而他公司的“松耦合”無線技術(shù)讓多個(gè)設(shè)備可以同時(shí)充電，不管它們放在感應(yīng)充電墊上的什么位置。

與其他無線充電技術(shù)廠商不一樣，Power by Proxi四年前從面向建筑、電信、國(guó)防和農(nóng)業(yè)等商業(yè)行業(yè)銷售大規(guī)模系統(tǒng)起家。Cross說：“我們?cè)谶^去幾年開始與市場(chǎng)調(diào)研公司合作時(shí)，越來越認(rèn)識(shí)到工業(yè)部件市場(chǎng)的潛在規(guī)模至少與消費(fèi)類電子產(chǎn)品市場(chǎng)一樣大。”Power by Proxi現(xiàn)在把精力集中在零售市場(chǎng)上，諸如可以裝AA電池的小型設(shè)備。

相比之下，WiTricity的技術(shù)可以為數(shù)英尺之外的設(shè)備充電。到目前為止，很少有公司提供遠(yuǎn)距離無線充電技術(shù)。2008年，英特爾實(shí)驗(yàn)室演示了有望為移動(dòng)設(shè)備無線充電的芯片技術(shù)。英特爾的無線充電技術(shù)（WCT）讓用戶只要將智能手機(jī)放在筆記本電腦旁邊，就可以通過筆記本電腦為智能手機(jī)進(jìn)行無線充電。上個(gè)月，英特爾宣布與集成設(shè)備技術(shù)公司（IDT）達(dá)成合作伙伴關(guān)系，共同為WCT產(chǎn)品開發(fā)芯片組。英特爾稱，使用該芯片組的產(chǎn)品預(yù)計(jì)2013年上市。

富士通也宣布，會(huì)在今年推出基于磁共振的無線充電系統(tǒng)。不過近日富士通的發(fā)言人稱，這項(xiàng)技術(shù)方面沒有什么新的進(jìn)展。

富士通演示能夠通過基于磁共振的無線充電系統(tǒng)為風(fēng)扇充電。

距離之爭(zhēng)

無線充電聯(lián)盟主席Menno Treffers表示，一般情況下，無線充電器的輸電距離與充電線圈的直徑大致相當(dāng)。所以說，比如10英寸的線圈能夠?yàn)樽钸h(yuǎn)10英寸外的設(shè)備充電。

據(jù)Treffers聲稱，超過相當(dāng)于線圈直徑的距離后，充電能力“急劇下降”。Power by Proxi公司的Cross同意這一說法，甚至表示：有人竭力聲稱可以為一滿屋的設(shè)備無線充電，或者聲稱無線輸電會(huì)與無線網(wǎng)絡(luò)一樣無所不在，那都是“騙人的”。

Criss說：“我們不認(rèn)為這是有效地使用電力或安全地使用電力。我們認(rèn)為這不可能，這有一大堆原因：遠(yuǎn)距離輸電所需的線圈直徑，輸電效率會(huì)迅速下降到10%或更低。你可以為6英尺外的設(shè)備無線輸電，但是收到的電量可能不到10%。”

不過，Schatz對(duì)反對(duì)者嗤之以鼻。WiTricity的另一款充電開發(fā)工具包WIT-2000旨在能夠在不同的距離下輸電，從不足1cm（直接放在充電墊表面上），到總共幾十cm。Schatz說：“我們可以證明，10cm的線圈其充電距離可以達(dá)到20、30cm，甚至40cm。如果設(shè)備彼此挨得比較近，輸電效率可能高一點(diǎn)；但是挨得比較遠(yuǎn)時(shí)，輸電效率仍足夠高，非常實(shí)用。”