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从美国WiBotic融资,浅析无线充电市场

徐宁 · 2017-04-29
WiBotic是给无人机和其他机器人设备提供无线充电技术。

日前,机器人无线充电公司WiBotic公司宣布获得250万美元融资,由青云创投领投,联想之星Comet Labs、Digi Labs、 W Fund、WRF和Wisemont Capital跟投。本轮融资将主要用于深化产品研发,提升销售能力和加强市场营销。

WiBotic位于美国西雅图,最初在UW的电机和计算机科学部门成立,主攻方向是给无人机和其他机器人设备提供无线充电技术。

拿无人机来说,《浅析从消费级无人机到工业级无人机》一文中就很好的分析了背后的市场:

消费级和军用无人机的区别主要体现在四大方向:区别一,电磁散逸问题;区别二,航程和有效滞空时间上,两者存在差距;区别三,载荷能力;区别四,保密通讯问题。消费级产品有足够的客户使用量,会促使其技术发展得更快一些,同时,也会催生工业级无人机技术的发展。与发达国家相比,我国工业级无人机制造应用现在仍处在起步和示范阶段,但其实这是一块“潜力蛋糕”,因为很多领域都有潜在应用场景,例如:1、测绘;2、野生动物保护;3、农业应用无人机;4、工业级应用无人机;5、警用安防无人机;6、新闻报道;7、应用于森林防火、检灾、检测等方面。

无人机从消费级到专业级的转变,这是发展的必然趋势。当然,也离不开技术的推动,这里有五个关键性技术:机体、动力装置、传感器、通信、指挥与控制(C3)系统,以及信息技术。

支撑这些技术最底层的就是续航。现在的无人机一般续航时间只在二三十分钟左右,这在一定程度上限制了无人机的使用,电池成为了目前最大的技术障碍

当前大多数无线充电的原理,都是基于电磁感应。当一股交流电通过一个缠绕的线圈时,会产生一个振荡磁场。这个磁场又会感应到第二个临近线圈里的交流电。如果这两个线圈足够靠近并且放置于同一方向,那么几乎所有的电能都将得到转移。分开几毫米或者晃动它们,电流的传输效率便会大幅下降。

这种电感耦合系统,非常适用于电动牙刷之类小电器的充电。但用在无人机,尤其还要求盘旋在充电站之上充电,就差得太远。

Wibotic的解决方案是在发射和接收线圈间使用调谐电路。当这种电路被调节到相同的谐振频率时,它们将更加高效的交换能量。这种模式可以让电能在线圈的直径范围内甚至更远的距离进行传输,不仅能完成为无人机充电之类的任务,其充电设备还可制成碗状以便给智能手表充电,甚至与工作台整合而完全无形。

据Wibotic宣称,自己的无线充电设备已经可以应付无人机飞行状态不稳定的情况,比如大风天气下。此外,如今的无线充电技术还能够将设备制作得密封防水、防压。目前WiBotic的技术主要应用于向发展中国家输送医疗用品、农业灌溉节水、海上油气开采安全监管、海洋环境监管、紧急情况应对以及实时安全监控等领域。

其实,想要突破航程上的瓶颈,还可以从两个方面入手,一是改变能源,二是减轻自身重量。

现在市面上的无人机大多使用锂电池作为能源。锂电池组是由多个电芯串并联而成,但由于个体差异,这些电芯无法做到100%均衡的充放电,而且大功率电池的充电时间也比较长。而经过验证,氢燃料电池的续航已优于锂电池。并且,工业级无人机对于机身材质的要求也远非普通的塑料和铝合金就能满足,采用碳纤维材料不仅有效减轻重量、提高航程,更可以在不增加原有电机功率的情况下提高无人机载重能力。

附一些其他无线充电的案例:

  • 2015年Solace Power和波音公司合作开发并验证了一项新的无线充电技术,可以实现小型无人机的“空中加油”。该技术称为谐振电容耦合(RC2),利用充电板上方产生的电场,进行电能的无线传输;充电板可以提前部署在作业区域附近,从而延长无人机在该区域的飞行时间。当无人机处于低电量状态下,可就近选择充电点,无需返回起飞地点进行充电。充电时,无人机可以降落在充电板上,也可以悬停在充电板上方。

  • 德国柏林的初创公司 SkySense 也直接研发出了一块可以为无人机进行无线充电的平板,充电平板是镀金的底座,拥有100-240V电源输入和一个10 A充电率。无人机只要降落在充电平板上,通过与平面上的镀金弹簧触点接触,从而完成充电。而且该充电板具有防水功能,可以兼容多种种类的无人机以及垂直起降飞机。

  • 从事无人机和遥控玩具业务的日本enRoute公司,与电气通信设备制造商日本电业工作公司合作,开发出了为无人机电池提供无线供电的装置。


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