無線充電功能已大舉導(dǎo)入消費(fèi)電子市場(chǎng)，如今搭載無線充電功能的智能手機(jī)已非新鮮事。接下來，該市場(chǎng)將會(huì)把經(jīng)營(yíng)重心設(shè)定在較為精致的中高端設(shè)備市場(chǎng)，而中大功率標(biāo)準(zhǔn)制定與新興應(yīng)用的進(jìn)展，將為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造更多的商機(jī)。整個(gè)市場(chǎng)需求將會(huì)逐漸上升，65~120W的高功率需求也將在2018下半年逐漸上升。
目前而言，汽車無線充電主要還存在價(jià)格昂貴、標(biāo)準(zhǔn)化不足等問題，而這些對(duì)大規(guī)模部署無線充電至關(guān)重要。
效率達(dá)標(biāo) 標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一
近幾年來，汽車無線充電概念被多次提出，卻仍然極少商用案例。有人分析，由于電動(dòng)汽車電池大、充電時(shí)間限制、對(duì)充電系統(tǒng)高達(dá)幾千瓦乃至幾十千瓦的功率要求、汽車離地間距等多種原因，導(dǎo)致汽車無線充電遠(yuǎn)不及有線充電效率高，因此無線充電就務(wù)必要達(dá)到至少85%的效率，才具有商業(yè)化意義。基礎(chǔ)建設(shè)趨于完善，人們才逐漸有機(jī)會(huì)去享受這些無線充電帶來的便利。
隨著無線充電商用價(jià)值凸顯，特斯拉、寶馬、福特、大眾等眾多汽車廠商早已研發(fā)自家的無線充電。然而，種類繁多的無線充電標(biāo)準(zhǔn)讓其難以在汽車行業(yè)普及。由于大功率充電的因素，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)立，不僅僅是汽車領(lǐng)域的工作，還涉及國(guó)內(nèi)外相關(guān)電磁管理的標(biāo)準(zhǔn)條例，如此一來，加大了汽車無線充電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的確立以及普及的難度。目前來說都在于起步階段，離商用還存在一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的距離，所以說現(xiàn)在基本上還是百家爭(zhēng)鳴局面。
實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車無線充電系統(tǒng)間的互聯(lián)互通，滿足電動(dòng)汽車無線充電系統(tǒng)互操作性是電動(dòng)汽車無線充電技術(shù)普及應(yīng)用的關(guān)鍵，而這方面，目前世界各國(guó)都在全力推動(dòng)。比如，德國(guó)啟動(dòng)了STILLE項(xiàng)目，美國(guó)汽車工程協(xié)會(huì)也開展了類似項(xiàng)目，為了制定中國(guó)的無線充電互操作標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)依托能源行業(yè)電動(dòng)汽車充電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)無線充電標(biāo)準(zhǔn)工作組組織開展了電動(dòng)汽車無線充電產(chǎn)品及互操作性測(cè)試活動(dòng)。
價(jià)格成為攔路虎
價(jià)格是商用化的另一個(gè)重要考慮因素。相比汽車與家電市場(chǎng)，手機(jī)更多存在成本考慮。而汽車、智能家居等中高端的市場(chǎng)，成本的壓力低于手機(jī)。
HEVO創(chuàng)始人Jeremy McCool表示：“汽車無線充電設(shè)備比現(xiàn)有的插入式充電設(shè)備更便宜、重量更輕，輕5至10倍。近期該設(shè)備最有可能用于公交車中途駕駛時(shí)充電。”
盡管如此，目前Qi規(guī)格的Tx加上Rx一套小功率無線充電模組成本約6~9美元不等，然而，中功率一組成本則甚至?xí)哌_(dá)100美元。雖然磁共振技術(shù)為無線充電應(yīng)用帶來許多好處，但以目前的成本價(jià)格來看仍然偏高。普遍來說，一個(gè)接收器與發(fā)射器的模塊加起來預(yù)估約50美金左右，將可能成為廠商投入的絆腳石。在最初階段電動(dòng)車的無線充電技術(shù)可能會(huì)很昂貴。預(yù)計(jì)隨著時(shí)間的推移，此項(xiàng)技術(shù)將更具成本效益，并最終與今天的插入式充電技術(shù)成本相同。
磁共振更具潛力
消費(fèi)體驗(yàn)是影響無線充電技術(shù)在汽車和家居等領(lǐng)域應(yīng)用的更為直接因素。從技術(shù)的角度，磁感應(yīng)(MI)設(shè)計(jì)從低功率提升至高功率有幾個(gè)挑戰(zhàn)，包含成本、效率、對(duì)位、金屬異物干擾和專利等問題。從用戶體驗(yàn)角度，Qi存在的問題包括充電慢、發(fā)熱嚴(yán)重、TX和RX位置要對(duì)得很準(zhǔn)、需要貼得很近等。
因此，相較于低功率的無線充電系統(tǒng)主要采用 WPC 的 Qi 標(biāo)準(zhǔn)，以磁感應(yīng)技術(shù)為主，汽車等中大功率領(lǐng)域則多采用磁共振技術(shù)。主要原因是磁共振技術(shù)支持較高功率與較遠(yuǎn)傳輸距離。磁共振可在一定距離內(nèi)穿透各種材質(zhì)，且能以一個(gè)充電器同時(shí)為多個(gè)裝置充電，這些都是磁共振技術(shù)潛力看好的原因所在。
磁共振技術(shù)適合遠(yuǎn)距大功率充電，目前主要應(yīng)用在新能源汽車充電樁解決方案中，同時(shí)在醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)設(shè)備和汽車系統(tǒng)的電源連接領(lǐng)域有較好的發(fā)展前景。國(guó)內(nèi)的新頁(yè)、中興已經(jīng)推出了無線充電樁產(chǎn)品，目前正在示范推廣，尚沒有大范圍商業(yè)應(yīng)用。
業(yè)界人士認(rèn)為磁共振無線充電若要進(jìn)一步普及，則需提高轉(zhuǎn)換效率，以降低相對(duì)產(chǎn)生的熱能。不過隨著各解決方案提供商積極投入高效率天線設(shè)計(jì)、高效能電力轉(zhuǎn)換技術(shù)等，目前采用磁共振技術(shù)的汽車無線充電方案皆可達(dá)到85～90%的充電效率，與磁感應(yīng)技術(shù)90%傳輸效率相比，已相當(dāng)具有競(jìng)爭(zhēng)力。
近日，美國(guó)能源部橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(ORNL)的研究人員展示了一款用于車輛的120千瓦無線充電系統(tǒng)，系統(tǒng)功率是之前推出的6倍，未來ORNL研究人員將繼續(xù)探索創(chuàng)新技術(shù)，將該充電系統(tǒng)功率傳輸提高至200千瓦、甚至350千瓦，同時(shí)改進(jìn)動(dòng)態(tài)無線充電技術(shù)，最大限度降低動(dòng)態(tài)充電的成本和復(fù)雜性。
無線充電市場(chǎng)做得比較大，要求也會(huì)逐漸嚴(yán)格。除了成本、參數(shù)、磁導(dǎo)率的控制，無線充電應(yīng)用功率從小到大的發(fā)展，可能對(duì)整個(gè)的生產(chǎn)工藝、技術(shù)也會(huì)帶來更多不一樣的要求，在生產(chǎn)過程中，磁件廠商更需要自身做一些調(diào)整，比如同行以及高階的調(diào)整。
盡管中大功率無線充電技術(shù)存在很多的問題，但綜觀機(jī)器人產(chǎn)業(yè)來看，較屬于創(chuàng)新型市場(chǎng)，對(duì)于高單價(jià)的無線充電技術(shù)導(dǎo)入意愿較高，據(jù)了解目前已有廠商默默耕耘相關(guān)市場(chǎng)。
無線充電技術(shù)的市場(chǎng)前景毋庸置疑，在未來將會(huì)備受關(guān)注。
