無線充電技術是利用磁共振、電磁感應線圈、無線電波等方式，在充電器與設備之間的空氣中傳輸電荷，實現(xiàn)電能高效傳輸?shù)募夹g。它主要包括電磁感應式、無線電波式、磁場共振式，以及其他方式(微波、超聲波、激光)。市場上有幾個相互競爭的無線充電標準，目前占主導地位的是無線充電聯(lián)盟WPC的Qi無線充電標準，這種充電方式主要采用緊密耦合線圈的磁感應技術。然而，主要產(chǎn)業(yè)集群正在進行重組，很多芯片公司也在開發(fā)用于磁共振式充電的標準和產(chǎn)品。在2014年的CES展會上，兩大無線充電聯(lián)盟PMA和A4WP宣布合并，未來將致力于整合磁共振和磁感應技術，實現(xiàn)多種模式的充電方式。

    據(jù)市場研究咨詢公司MarketsandMarkets調(diào)研顯示，2014—2020年，全球無線充電市場將迎來飛速發(fā)展，期間年復合增長率將超過60%，預計到2020年，無線充電市場收益將達到137.8億美元(約合人民幣854億元)。報告中稱，2014年，消費電子產(chǎn)品是無線充電市場應用中*大的細分市場，所占比例高達68%。與此同時，消費電子產(chǎn)品需求的迅速增長也是無線充電市場飛速發(fā)展的主要原因。此外，汽車領域，尤其是電動汽車的發(fā)展也將對無線充電市場起到積極的促進作用。

    如今，各種無線充電技術層出不窮，下面將介紹一些*新研究進展。
1 *新進展

    早在2011年，美國賓西法尼亞大學的佩里就發(fā)明了她的**款無線充電系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由兩臺烤箱大小相距兩英尺遠的盒子組成。佩里在All Things Digital科技峰會上展示了如何通過超聲波將電能跨越那段距離輸送過去。這款設備叫做uBeam。現(xiàn)在，名為uBeam的公司表示，它正在研制一款可能在兩年內(nèi)就會上市的原型產(chǎn)品。目前市面上已經(jīng)有了一些無線充電產(chǎn)品，不過佩里認為uBeam的技術比所有競爭對手都要先進。佩里還在洛杉磯接受了長時間的電話專訪，暢談了她一手創(chuàng)建的uBeam，該采訪文章刊登在2015年1月的《財富》雜志上。

    不少制造商都已經(jīng)把無線充電技術運用在數(shù)碼設備上，但其中多數(shù)都是一對一充電，而美國廠商推出名為“WattUp”的充電器，可以允許在距離信號發(fā)射器4.6米范圍內(nèi)進行無線充電，可向*多12臺設備傳輸0.25 W電源，或是向*多4臺設備傳輸4 W的電源，離得越近充電越快。發(fā)射器的內(nèi)部還有藍牙，能檢測設備電量，低到一定程度可自動充電。這臺設備當中有一個藍牙模組，通過低耗電藍牙技術，定位需要充電的電子設備，并將其與充電信號發(fā)射器對接。與充電設備相連之后，WattUp便會以5.7~5.8 GHz的頻率發(fā)射出電源。不過，WattUp并不會一直保持電源的輸送。它會通過軟件來監(jiān)控相連設備的電量，用戶也可以設置充電的優(yōu)先級和時間。比如說，可以命令WattUp只在設備電量低于5%才對其進行充電，或是通過配套的應用程序手動控制設備接受充電。用戶也可以在家中安裝多臺WattUp，讓充電設備享受到無縫漫游，就像是處理Wi-Fi信號一樣選擇特定設備來充電。如果客廳里的電源信號強度高于廚房，且充電設備被放在了沙發(fā)上，它便會自動進行切換。當然，通過電波傳播電源的效率并不如充電板那么高，只有70%左右。不過WattUp的確展現(xiàn)出了不小的潛力，并引起了廠商的注意。自2012 年成立以來，Energous公司已經(jīng)將無線充電核心的發(fā)射器從咖啡桌大小微縮成能夠置入大型路由器之中。相較于硬件產(chǎn)品生產(chǎn)制造而言，芯片及軟件才是 WattUp的開發(fā)公司Energous*為看重的核心。目前，富士康、海爾和Innovation First都已經(jīng)和Energous簽訂了合作協(xié)議。這款充電器將在2015年底上市，預計價格與普通充電器相當，但用戶還需要購買一個信號發(fā)射器才能使用，發(fā)射器定價約300美元，約合1 858元人民幣。

    2015年初，美國**和商標局發(fā)布了一項三星**申請，內(nèi)容是有關使用電感線圈研發(fā)的無線充電器。據(jù)稱，三星正在研發(fā)的這個無線充電技術還會增加額外功能。其中，*有特色的就是充電器會嵌入紫外點輻射功能，可以消滅充電設備表面的微生物**。三星此次申請**號為FIG.4C，發(fā)布的**中展示了這款無線充電器的外觀架構(gòu)，工作原理為電感線圈結(jié)構(gòu)部位的電流方向一致，從而產(chǎn)生電場。

    微軟研究院已經(jīng)制定出了一個名為AutoCharge的一種自動定位智能手機并為其充電的技術。他們制造的原型充電器可以被安裝在天花板上，有兩個工作模塊：一個監(jiān)測模塊，其采用的是微軟的Kinect攝像頭，可以掃描像智能手機樣子的物體；另一個是充電模式，采用了UltraFire CREE XM-L T6來聚焦LED光線。該AutoCharge系統(tǒng)采用了基于圖像處理來監(jiān)測和追蹤桌上的智能手機的技術，并自動為智能手機充電。充電器會不斷地旋轉(zhuǎn)，直到它檢測到一個看起來像智能手機的物體，之后將使用太陽能發(fā)電技術所產(chǎn)生的光束為智能手機遠程充電。AutoCharge通過藍牙或手機上的LED和智能手機建立連接，這確保了當電池充滿電以后可以停止充電，以及確保那些大小和形狀與智能手機類似的物體不能被充電。該系統(tǒng)在識別到有物體出現(xiàn)在它和智能手機之間，對充電造成干擾時，還可以在50 ms內(nèi)自動關閉。研究人員指出，目前的智能手機無線充電解決方案表現(xiàn)出了多個問題：首先，無線充電的電磁輻射比無線通信要高得多，因此，無線充電對人體的**性是一個大問題。其結(jié)果是，無線充電通常只有在極端情況下才會使用，例如：在外層空間、用于**目的或在非常小的范圍。現(xiàn)有的智能手機無線充電板實際上基于電磁感應，這是無線充電的方法之一。其次，無線充電使用的無線頻率要遠低于光線的頻率，所以很難發(fā)射出足夠直的無線電波。如果接收裝置不夠大的話，這將導致能源浪費，并且很難保證它的**性。使用諸如X射線這樣的高頻無線電波可以解決一些問題，但X射線同樣是有害的，也可能導致更嚴重的**問題。此外，在進行遠距離使用時，無線充電的電力傳輸效率是很低的。這也是AutoCharge依靠太陽能發(fā)電技術的原因，這個技術相比現(xiàn)在的無線充電更加成熟，可以在一條直線上進行電力傳輸，并且對人體而言也更加**。雖然AutoCharge現(xiàn)在仍然是一個原型產(chǎn)品，但研究人員聲稱現(xiàn)在只需幾秒鐘就能監(jiān)測到要充電的設備，而且無線充電的速度和有線充電一樣快。研究人員由此得出結(jié)論，他們的實驗結(jié)果表明自動為智能手機充電是可行的。

   美國加州歐文芯片公司在2014年CES展會上用一部手機測試了三個不同的無線充電器。博通公司用BCM59350接收機芯片創(chuàng)造了一個照明電路。這個電路可以兼容PMA(300 kHz)，A4WP(6.78 MHz)和Qi(200 kHz)等無線充電標準。當支持不同充電功率時，10 mm×10 mm的芯片比墻壁或USB充電器充電時間短。博通的這款充電裝置還內(nèi)置了磁鐵用以校正感應線圈的正確位置。

    高通公司在2014年本田雅閣電動汽車上展示了無線充電技術。這款名為Halo的無線充電系統(tǒng)來自新西蘭的奧克蘭大學。這個系統(tǒng)使用充電箱來驅(qū)動地面上的無線充電墊。當對準汽車上的接收端時，就可以進行充電。充電墊上的線圈緊密耦合，其雙“D”正交設計可以使能量即使在墊子錯位的情況下也能高效率傳遞。高通公司提供3.3、6.6和20 kW的充電墊。一個3.3 kW的系統(tǒng)需要大約2 h才能充滿。高通已經(jīng)把這種想法應用到了方程式E賽車上。這可以讓賽車在維修通道上進行無線充電，或沿著特定的車道在賽道上駕駛。

     麥當勞宣布將在全英國50個門店增加600個無線充電熱點，采用無線充電聯(lián)盟的Qi標準。具體施工部署和調(diào)試將由Aircharge公司完成。屆時麥當勞消費者將可以一邊吃巨無霸查看Facebook和Instagram，一邊為智能手機和平板電腦充電。并且，這些Qi標準的無線充電熱點設備均采用防水設計，顧客無需擔心可樂等飲料的意外潑灑對他們的智能設備造成傷害。可以說，由無線充電聯(lián)盟推出的Qi無線充電標準這一次取得了對電源事項聯(lián)盟推出的PMA無線充電標準的勝利。

寶馬在全新混合動力跑車寶馬i8上展示了一種全新的感應式充電技術，免去搭載電纜，使充電過程更為便捷。感應式充電即無線蓄電池充電應用程序。借助磁場進行的感應式充電系統(tǒng)由一個主線圈和一個次級線圈組成，主線圈嵌入車庫或街道的地面內(nèi)，次級線圈集成在寶馬i8的底盤中，車輛停在車位上方即可充電。寶馬宣稱此項技術將會為電動或插電式混合動力汽車的車主提供很大的便利。寶馬曾聯(lián)手奔馳共同致力于開發(fā)無線充電技術。為保障低排量，嚴格遵守排放法規(guī)，兩大豪車集團承諾進一步加大電動車推廣。寶馬i8充電只需兩個小時，純電力下可行駛37 km。

    瑞典城市南泰利耶市計劃在2016年，開始對一種全新的無線充電混合動力城市公交系統(tǒng)進行測試，當裝載特殊設備的公交車接近車站時，一種特殊的無線充電系統(tǒng)會將能量傳遞給汽車，只需要6~7 min就能夠為公交車完成充電。以目前2 000輛公交車的規(guī)模預計，一年燃料損耗將減少高達90%。

    2015年1月，中興通訊與宇通客車股份有限公司宣布簽約，雙方將在新能源汽車無線充電領域展開合作，共同推進新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。據(jù)悉，此次協(xié)議簽署后，中興通訊和宇通客車將充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，在電動汽車無線充電的關鍵技術研究和產(chǎn)業(yè)化推廣等領域深入開展全方位合作，共同開拓新能源汽車市場。

2 展望

    目前，無線充電不僅是各種電子設備，也是新能源汽車產(chǎn)業(yè)的前沿技術之一。這項****的高科技能夠?qū)铀匐妱悠嚦潆娀A設施建設產(chǎn)生**性推動作用。今后，電動汽車在改造過的停車位停靠后就可以進行非接觸充電，無需人工插拔充電槍，完全不受泥沙和水浸的影響。無線充電技術將對未來電子設備的發(fā)展，以及新能源汽車的普及和產(chǎn)業(yè)化起到至關重要的作用。但是，無線充電市場的發(fā)展仍然會遇到一些阻礙，包括無線充電設備標準不統(tǒng)一、兼容性、政策規(guī)范的不匹配等，這些問題還有待相關各方去解決。