最常用的兩種無線充電方式原理

無線充電技術(shù)對于現(xiàn)代人來說并不陌生，現(xiàn)在有許多手機已經(jīng)具備這種功能。目前市場上的iPhone8/iPhoneX就支持無線充電功能，但充電功率僅為7.5w，三星公司也推出了無線充電新款據(jù)說可以達(dá)到15w的充電功率。但目前與有線充電差距還是很大的，我們只能稱之為無線慢充，而且據(jù)使用者介紹，這種充電方式電池比較容易發(fā)熱。不僅在手機行業(yè)，電動汽車也是熱門行業(yè)，汽車能夠?qū)崿F(xiàn)無線充電，甚至家里的許多家用電器都實現(xiàn)無線充電，那能夠給人類帶來很大的便捷，你完全不用擔(dān)心什么忘記充電了，什么沒電了。所以在無線充電領(lǐng)域，給我們帶來的便捷是巨大的，我們還需要繼續(xù)努力，普及的日子不遠(yuǎn)了。

無線充電方式很多，目前我們知道有四種方式：1、電場耦合式；2、電磁感應(yīng)式；3、磁場共振式；4、無線電波式。但由于電場耦合方式和無線電波這種方式的傳輸功率較小，目前常用的是電磁感應(yīng)和磁場共振。

一、電磁感應(yīng)充電技術(shù)

電流通過線圈，線圈產(chǎn)生磁場對附近線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢從而產(chǎn)生電流，這種充電方式的轉(zhuǎn)化效率較高，但傳輸距離較短達(dá)到0mm～10cm左右，而且對擺放位置要求較高，只能對準(zhǔn)線圈一對一進(jìn)行。金屬感應(yīng)接觸還會產(chǎn)生熱量造成發(fā)熱現(xiàn)象?；诖艌龈袘?yīng)的無線充電技術(shù)，本質(zhì)上和空心變壓器差不多，原理簡單，技術(shù)成熟，成本低廉，是一種已經(jīng)廣泛普及的技術(shù)。不過磁場感應(yīng)技術(shù)的缺陷是傳輸距離短，充電設(shè)備擺放位置自由度低。

該技術(shù)目前不僅應(yīng)用于手機，在電動汽車領(lǐng)域已經(jīng)有所應(yīng)用，如今的汽車市場中電動汽車不再是一個小眾化市場，隨著國家政策支持和各大廠商的大力宣傳，電動汽車的保有量在不斷上漲，這是一個喜人的想象。但問題也隨之而來，公共電樁的匱乏、充電時間漫長給電動汽車車主帶來不小的煩惱，在日常的使用中電動汽車還不能完全滿足人們?nèi)粘５乃谐鲂行枨?。續(xù)航問題制約了出行的距離，中途汽車沒電了真的只能干著急，即使在北京這樣的現(xiàn)代化大都市想要隨時找到能用的公用電樁也是一種奢望。近日，有媒體報道美國橡樹嶺國家實驗室在無線充電領(lǐng)域取得重大突破，一個20千瓦的無線充電系統(tǒng)充電效率達(dá)到90%，充電速度是通常使用的插電式電動汽車設(shè)備的3倍。這一技術(shù)如果得到廣泛應(yīng)用，將對大型大功率汽車的無線充電有推動作用，從而使得電動汽車能應(yīng)用在更多領(lǐng)域，快速便捷的充電模式將增加消費者對電動汽車的接受程度。

二、磁場共振充電技術(shù)

磁場共振技術(shù)的崛起源于2008年MIT的一場實驗，研究員隔空點亮了一個60W的電燈泡，第一次讓世界認(rèn)識到無線充電還能這么玩。相比磁場感應(yīng)技術(shù)，磁場共振的優(yōu)勢在于能在更大的范圍內(nèi)實現(xiàn)有效的能量傳遞，實現(xiàn)更高的空間自由度。因此其可靠性更高，而且支持多個設(shè)備同時充電。

發(fā)送端遇到共振頻率相同的接收端，由共振效應(yīng)進(jìn)行電能傳輸。這種充電方式傳輸距離較遠(yuǎn)，同時傳輸?shù)墓β瘦^大適合遠(yuǎn)距離大功率充電。但這種充電方式效率較低，傳輸過程中有較大的損耗，距離越遠(yuǎn)，傳輸功率越大，損耗也就越大。更重要的是必須對使用的頻段進(jìn)行保護(hù)免受外界因素干擾。

就目前的技術(shù)來講，兩種充電方式都存在一定的優(yōu)缺點，總體來說它們只能在固定的位置和范圍內(nèi)進(jìn)行充電，對于移動設(shè)備來講還是不夠便捷。所以科研人員又在極力開發(fā)可以隨時隨地充電的方式。

美國的科學(xué)家們總會有一些奇思妙想，他們竟然打算將無線充電的技術(shù)應(yīng)用到高速公路上。在公路的柏油層下方，按一定的距離布置初級線圈，當(dāng)電動汽車從上面經(jīng)過時，就能進(jìn)行充電。將使移動式無線充電成為現(xiàn)實，公路自身變?yōu)樘烊怀潆妶鏊Ｔ囅胍幌?，?dāng)你開著一臺電動汽車行駛在可以充電公路上，看著電池電量在緩慢增長，駛達(dá)目的地的時候，可能會比出發(fā)時的電量還要多。解決了致命的續(xù)航問題，那將是電動汽車最大的優(yōu)勢。