陕西省科学技术协会科普宣传专栏 你想要一双“隐形的翅膀”吗？ 了解无线充电技术

张梅

去年iPhone 8/X上市，无线充电开始在大家的期待中走向应用。有人说，无线充电技术就好比一双隐形的翅膀，是又一个科技“风口”。什么是无线充电？这一技术目前发展如何？这一期我们就来了解。

无线充电技术（英文：Wireless charging technology；Wireless charge technology）源于无线电能传输技术，可分为小功率无线充电和大功率无线充电两种方式。小功率无线充电常采用电磁感应式，如对手机充电的Qi方式，中兴的电动汽车无线充电方式采用的感应式。大功率无线充电常采用谐振式（大部分电动汽车充电采用此方式）由供电设备（充电器）将能量传送至用电的装置，该装置使用接收到的能量对电池充电，并同时供其本身运作之用。

由于充电器与用电装置之间以磁场传送能量，两者之间不用电线连接，因此充电器及用电的装置都可以做到无导电接点外露。

目前，最为常见的充电解决方案就采用了电磁感应，初级线圈一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流。事实上，电磁感应解决方案在技术实现上并无太多神秘感，早在2005年12月，比亚迪公司申请的非接触感应式充电器专利，就使用了电磁感应技术。

磁场共振式由能量发送装置，和能量接收装置组成，当两个装置调整到相同频率，或者说在一个特定的频率上共振，它们就可以交换彼此的能量。目前，这一技术还处在研究阶段，无法实现商用化。

无线电波式是发展较为成熟的技术，类似于早期使用的矿石收音机，主要由微波发射装置和微波接收装置组成，可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量，在随负载调整的同时保持稳定的直流电压。此种方式只需一个安装在墙身插头的发送器，以及可以安装在任何低电压产品的“蚊型”接收器。

无线充电技术的优点是显而易见的。利用无线磁电感应充电的设备可做到隐形，设备磨损率低，应用范围广，可以相应减小公共充电区域面积。同时，技术含量高，操作方便，可实施较远距离无线电能的转换（大功率无线充电的传输距离只限制在5米以内）。

同时，这一技术也有一定的缺点。首先，虽然设备技术含量高，但设备的经济成本投入较高，维修费用大。由于需要实现远距离大功率无线磁电转换，所以设备的耗能较高。随着无线充电设备的距离和功率的增大，无用功的耗损也就会越大。

不管怎么样，这一技术已经走向我们身边。

据了解，苹果iOS 11.2系统开启了7.5W的快充速率，根据测试，搭载正式版iOS 11.2的iPhone X可以在2小时内完成0至100%的全程高速无线充电，将iPhone X充满后，系统会自动停止充电，关闭无线充电数据包，保证手机安全。

去年底，天津工业大学杨庆新教授主持的天津市科技支撑计划项目“基于风光互补智能微电网的电动汽车无线充电系统”成果通过鉴定，专家一致认为该项目成果取得了一大批具有自主知识产权的创新性成果，填补了国内空白，主要技术指标达到了国际先进水平。该项目成果不仅能够有效减小大规模电动汽车充电对电网产生的威胁，同时实现真正的“零排放”，有助于提高能源系统整体运行的经济和环境效益，可广泛应用于电网系统薄弱的地区，如海岛、草原、景区等，被认为给电动汽车插上了“隐形翅膀”。

海尔早在几年前就布局无线充电产业生态圈，在iPhone 8/X带火无线充电之时，顺势推出了面向消费电子领域的无线充电器。据了解，这种无线充电器产品有标准版和快充版两款。标准版厚度仅7.9毫米，直径100毫米，快充版厚度15.2毫米，直径同样为100毫米。值得一提的是，海尔是WPC（无线充电联盟）中国大陆唯一核心成员单位（长老会员），而WPC是目前主流的无线充电Qi标准的制定者。

我们相信，随着技术的不断进步成熟，无线充电会得到更广泛的应用，也将为我们带来更多方便。 （资料来源陕西省科学技术情报研究院科技动态）

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