25 平米房间实现无线充电,这技术距离商业化还有多远?| 潮科技

夜叶 · 2017-02-21
我们期待越来越多的尝试与追逐,使得有朝一日,这些曾经横亘在商业化道路上的阻碍都成为垫脚石,触梦更高的边界。

近期无线充电技术很刷存在感。

首先是苹果官方宣布加入国际无限充电联盟(WPC),让业界为之一振。另一则是,专门搞些未来科技的迪士尼研究院,最近把无线充电扩展到近 25 平米的房间。

25 平米房间实现无线充电,这技术距离商业化还有多远?| 潮科技

这是由迪士尼研究院提出的一种新的无线充电方法,名为 Quasistatic Cavity Resonance( QSCR 准静态空腔谐振)。他们建造了一个特质的房间,墙壁、天花板、地板都由铝制金属建成,中间有一根铜柱,柱内的空隙间插入了电容器。25 平米房间实现无线充电,这技术距离商业化还有多远?| 潮科技铜柱上的电容器决定了电磁频率,并能对电磁场进行限制。整个房间通过铜柱、周围的铝板和电容器,组成了由电阻、电容、电感构成的震荡电路,感应电流反过来在房间产生了一个接近静止态的磁场。

这就使得房间内,与电容器同电磁频率工作的设备,得以在房间任何地方接收电力。当然设备本身是内置无线充电芯片,或者借助于外置接收端,比如手机的无线充电底座。

另外,日常材料不会与该低兆赫兹频率的电磁波相互感应,因而不大需要考虑会有破坏的可能。

迪士尼研究人员实验表明,在三维立体空间内的无线充电过程中,安全无线输电功率可高达 1.9 千瓦,倘若折算成智能手机的充电量,即可同时为 320 部智能手机充满电。

另外,迪士尼研究院称,该房间的任何位置充电效率基本上能置于 40 % - 95 %间。但最初启动时,线圈接收器必须径向朝向级,以捕捉最大磁通量。

比如,尚未开始工作的电风扇,当背对屏幕时,仍处于停滞状态,如果你想要让电吹风吹起风来,就必须将电吹风调整至特定的角度(图中即是电风扇以侧面面对读者)。一旦启动后,就能任意改变方向,若再次将电风扇背面面向我们,这时候电风扇仍能运转。

25 平米房间实现无线充电,这技术距离商业化还有多远?| 潮科技

除了电扇和手机,还有诸如电灯等在迪士尼研究院展示的演示视频中出现。

25 平米房间实现无线充电,这技术距离商业化还有多远?| 潮科技

这样看来,迪士尼研究院打造了一个几乎全由金属构成的房间,这种应用于家庭场景可能不太现实。不过其研究人员表示,未来不需要新建这些“铜墙铁壁”,用模拟板或导电涂料就能翻新现有房间。而且,如果想在更大的空间内实现无线充电,理论上增加铜柱的数量即可做到。

前景那么美好,仿佛下一秒,无线充电的磁场就得以像如今的 Wifi 一样无所不在。但存在什么问题呢?

首先补充下有关无线充电的相关背景。

前述苹果站队的 WPC ,是目前国际上两大无线充电技术联盟之一,另一个则是 Airfuel 。

WPC 现阶段主推 Qi 磁感应无线充电技术,但其近年将磁共振技术亦列入标准。有业内人士告诉 36 氪,WPC 未来会以磁共振技术为主;Airfuel 做的就是谐振磁场的磁共振充电技术,以 6.78 Mhz 为固定频率。

现阶段主流的是 Qi 磁感应无线充电技术,尤其当苹果入局后,Qi 与 Airfuel 行业标准之争说不定会很快见分晓。但不论是 Qi 还是 Airfuel ,可实现产品化的无线充电距离都很短,有业内人士告诉 36 氪, WPC 的 Qi 磁感应无线充电不到 4 cm,其磁共振解决方案能达到 4-5cm;Airfuel 磁共振技术能为 3 - 4cm 内的设备进行无线充电。

再来看看,迪士尼研究院新推出的 QSCR (准静态空腔共谐),是用 1.32 MHz 的低频率共振,产生接近静止态的磁场。借助于铜柱和铝板,将原本类似于 Airfuel 之类的充电板扩展到近 25 平米的房间那么大。

但目前 QSCR 仍停留在实验室阶段。楚山创新 CEO 郝鹏告诉 36 氪,迪士尼的 QSCR 项目真要想实现商业化,预计至少还需要 3 年。

主要有几方面的问题需要考虑:安全、成本、实际应用。

安全方面,辐射问题也一直是有关无线充电技术争论的焦点。虽说科学理论并未证明无线充电的辐射对人体有危害,毕竟迪士尼研究院实验的频率是兆赫兹级别,相比手机、蓝牙、WiFi 辐射为 GHz 来说低得多。

迪士尼研究院发布的论文报告,验证了符合 IEEE 和 FCC 两套安全指南,指出 QSCR 这种新方法,人体内只会吸收微量电流,消弭了辐射影响人体健康的可能性。但值得注意的是,论文中也提及,铜柱周围 46 cm 最好不要接近。其以人在 46 cm 处进行测试,显示肚子部位的 SAR 值已达 FCC 推荐的安全极限,如果是女性估计就不安全了

25 平米房间实现无线充电,这技术距离商业化还有多远?| 潮科技

而且人毕竟是生物,并非机器,对新事物难免有恐惧感,以及很可能长时间处于电磁场,多少会感到恐慌。

另外成本方面还需要考量。苹果选择 WPC 的阵营肯定也考虑了成本因素,因为 Airfuel 的解决方案要花费更多的钱。

迪士尼则相比 Airfuel 花销更高得多,单纯论频率, Airfuel 6.78 MHz 已是最低免费 ISM 频带,因而迪士尼选择的 1.32 MHz 倘若想实现商业化,得要先解决 FCC 许可的问题;而且将 1 米直径的铜柱用作无线电发射装置,更是把成本水平大大地提高。

综上来看,迪士尼研究院的 QSCR 离商用落地可能真的还有很远的距离。尤其是想要扩展可用无线充电的空间,就意味着定然会存在损耗问题,而且现实的状况是多个铜柱还会阻挡路径,造成空间不可用。加上近距离会对人体造成损伤,恐怕 QSCR 适用的场景就更窄了,家用已然不太合适,用作像迪士尼研究院提及的仓库、厂房等 B 端情况,且不论厂房需要进行很大改造、流水线设计也要变化适应,敢在那里干活的估计也只有机器人了。

但不管怎么说,迪士尼研究院的科研项目至少让人类离更美好的生活再进了一步我们期待越来越多的尝试与追逐,使得有朝一日,这些曾经横亘在商业化道路上的阻碍都成为垫脚石,触梦更高的边界。

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