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无线充电技术

工作原理

利用物理学的“共振”原理——两个振动频率相同的物体能高效传输能量。

1.输电线中的电能传入用铜制造的天线中。

2.天线以10兆赫的频率振动,产生电磁波。

3.天线发出的能量传播到2米(6.5英尺)外。

4.同样以10兆赫的频率震动的膝上型电脑接收到电流,能量充入设备中。

5.没有转换成膝上型电脑的能量不会被天线重新吸收。不能产生10兆赫共振的人和其他物体不会对它产生干扰。

主要特点

1、从理论来说,无线充电技术对人体安全无害处,无线充电使用的共振原理是磁场共振,只在以同一频率共振的线圈之间传输,而其他装置无法接受波段,另外,无线充电技术使用的磁场本身就是对人体无害的。但无线充电技术毕竟是新型的充电技术,以迈源科的无线充电器来说,很多人都会担忧无线充电技术会像当初Wi-Fi和手机天线杆刚出现一样,其实技术本身是无害的。

2、桑德力的无线充电技术利用电磁炉原理在充电器与手机之间利用磁能转化为电能,线圈和电容器则在充电时产生转化作用。

3、桑德力表示这一系统可以在未来得到广泛应用,例如针对电动汽车的充电区以及针对电脑芯片的电量传输。采用这项技术研制的充电系统所需要的充电时间只有当前的一百五十分之一。

4、转化率一直是很多人担心的问题,麻省理工学院通过研究表明,无线充电技术的损耗比起有线充电技术来说更高。迈源表示:无线充电高转化,也是无线充电器得以在全球进行应用的关键因素。但无线充电技术也受到距离的限制,未来发展,必然需要解决远距离传送对于波段和磁场范围的精准定位问题。

  5、共振控制核心芯片是无线充电技术共振原理控制中心。精准辐射范围控制,磁场频率大小,其它控制等都是由芯片实现。

市场需求

随着iPhone、iPad等对电量充满“饥渴”的设备迅速兴起,研发无线充电等突破性充电技术的需求日益提高。富士通在一份声明中说:“这项技术将为手机集合紧凑型无线充电功能以及同时为多个便携式设备充电铺平道路。对多个设备充电时,设备相对于充电器的位置没有任何限制。”

测试应用

1、测试结果显示无线传输距离大约在15厘米左右,但富士通表示无线传输距离最终可实现几米远。

2、需要指出的是,距离设备越远,传输中损耗的电量越多。

3、桑德力的系统与美国Witricity公司研发的技术类似,后者同样利用磁共振传输电量,传输距离可达到几米远。

有关《无线充电》技术应用的社会实际效益

当今,世界各国都在争先恐后的研制《无线充电技术》。随着自然资源的不断匮乏和日益加重的环境保护问题,以电能来替代其它能源的运输工具已逐渐的发展开来,电动汽车以及电动自行车已普遍的深入到了人们的生活当中。作为电动汽车快速充电设备的技术难题还有很多,其中之一就是如何利用《无线充电技术》来实现电动汽车日益增长的需要。《无线充电技术》的不完善,问题的关键点就是能源损失太大和磁电感应转换的效率较低。另外,还有大功率《无线充电技术》的远距离传输和电磁对环境的辐射影响等因素还没有得到充分的解决。 电动汽车实现《无线充电技术》的优点是替代了原始的电网直插式链接的诸多弊端,还有电能补充的时间长、车位占地面积大以及人工操作繁琐等不利因素。对于以往的这种充电技术来讲只是一次性电网的电能转换,而且一次性电磁感应的电能损失小,因为变压器初次级的电能频率与电网是一致的(50赫兹),所以不存在中频以上电磁辐射对环境产生的影响。但其缺点是在充电时必须提前安装好接电装置和需要加长电源引线以及存在某些不安全性等繁琐操作因素。随着电动力汽车技术的不断完善和市场的保有量逐步的增加,也是为了方便电动汽车的能源补给,人们开始尝试着研究如何利用《无线充电技术》对电动汽车进行充电,以解决电动汽车在有线充电过程中的诸多不利环节。

优缺点

《有线充电技术》与《无线充电技术》各有各的优缺点。

《有线充电技术》的优点:

1,能源转换一次性获得,电能损失小,节能环保。

2,交直流转换一次性,不存在中高频电磁辐射。

3,设备技术含量低,经济投入不大,维修方便。

4,电功率的调节范围较宽,适合多种不同电压和电流等级的蓄电瓶储能补给。

《有线充电》的缺点:

1,设备的移动搬运和电源的引线过长,主要是人工操作繁琐。

2,设备以及在对电动汽车充电时其公共占地面积过大,

3,在人工操作过程中,极易出现设备的过度磨损以及不安全性等因素。

《无线充电技术》的优点:

1,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,公共充电区域面积相对的减小,但减小的占地面积份额不会太大。

2,技术含量高,操作方便,可实施相对来说的远距离无线电能的转换,但大功率无线充电的传输距离只限制在5米以内,不会太远。

3,操作方便。

《无线充电技术》的缺点:

1,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。

2,因实现远距离大功率无线磁电转换,所以设备的耗能较高。无线传输的距离越远,无用功的耗损也就会越大。

3,《无线充电技术》设备本身实现的是二次能源转换,也就是将网电降压(或直接)变为直流电后在进行一次较高频率的开关控制交流变换输出。由于大功率的交直交电流转换是进行电能的二次性无线传输原因,所以电磁的空间磁损率太大。

4,因为采取无线传输,磁能的无用功耗损会随着《无线充电设备》的功率增高而上升。

如今,《无线充电技术》在小功率的范围内还是可以显示出它的优越性的。比如小型直流用电设备中的通讯仪器仪表、民用无线通讯手机、微型计算机、小型便携式家用电器等。但实施大功率的无线传输来说,就比较困难了。根据磁能无线传输理论来说,传输的距离越远,磁能的消耗就会越大,而在终端设备中所获得的电能量也就越小。从电动汽车所需的能量补充电功率来说不是很小,一般小型的家用电子设备的充电电流在0.5安培至2安培之间。而一部几十马力的电动汽车所需的电能补充电流大多在5安培至20安培左右。电动汽车的功率越大,所需补充电能的电流量也就越大。而且我们在制造《无线充电设备》时,其输出功率会大于500瓦特以上或甚至更高。如果多部机车的联动充电,那么所需的总电源功率输出就会直线上升。对市电的供电系统来说无疑是雪上加霜,从而带给整座城市的是电网改造和巨额的经济投入,真是得不偿失。

另外,我们可计算一下经济账。按充电电压24伏特和15安培的电流对一部电动汽车进行充电,充电时间为10小时,其电能损耗只不过在3度左右,按市电当前的0.5角价格计算,给一部电动汽车充电的费用大约在一元五角钱左右。如果个人将电动车开到公共无线充电场合去充电的话,其费用不用说是很高的,我们这里所说的是自己使用一般的有线充电装置对电动车充电时所产生的费用。我们可对比一下,在同一台电动车充电的状态下,无线充电设备的功率肯定大于一般有线充电装置。因为《无线充电设备》的电损肯定大于有线充电设备的损耗,鉴于两种设备之间的经济投入和充电费用,所以人们往往还是喜欢采取低经济投入的有线充电设备来使用。依据电工学理论,我们知道,变压器的磁路越长,磁损会越大。不论是采取那一种电磁——磁电的远距离传输转换,都会损失大量的电能。而且电磁——磁电的转换次数越多,电能的损耗也会越大。而且电子器件的工作电流越大,器件的老化期也会越提前,这给我们对设备的维修和使用带来了很多的不便利因素。

关于电动车充电站的设立,在我看来不碍采取两种方式进行对比。就其一次性的充电费用来说,客户们还是喜欢选择一般有线充电的充电方式。我说的前提是两种充电设备具有一样的技术指标,都可实施快速充电方式和同样的充电质量。此时,我们可通过对充电设备的电能耗损参数做个对比,看看哪种设备的经济价值和社会效益更高。因为我们这个社会是以市场经济核算下的区域部门单位,人人都要计算经济的投入与回报,所以每一项高科技产业的投入也必须考虑大众化的普遍认可和产业自身的经济杠杆问题。同时在化石能源还没有达到枯竭的现代社会,民用电动汽车的发展也不会太快,如果能够提高蓄电池的一次性充电使用周期才是解决问题的最好办法。较短的电池一次性充电使用周期是制约电动汽车发展的最大阻力,从汽车的功率和速度来看,燃料汽车还是存在较多的优越性。

根据现代能源匮乏的实际情况,电动运输工具实现大功率《无线充电技术》的产业运作还为时过早。为什么会这样的说呢?虽然发展电动汽车可以节约能源和有利于环境的保护,但对供电系统的各方面量化要求也会更大;如增加电站的建设投资、输电网络的改造增容等原因。还有,因为电动汽车的社会保有量越大,所需的长期停车充电场所的占地面积也要随之扩大。实际上,采取大功率《无线充电技术》的社会经济投入费用普遍较高,而利用常规有线式充电方式既简便,一次性投资又小,而且对市电的量化需求又不大。还有就所占用的土地面积来说也相对的减少,这里所说的减少,是因为每个家庭都可以实施对电动汽车的能量补充,不会统一的集中到公共场所去充电。另外,每个家庭也不会购买价格较高的《无线充电设备》的,而且自己所担负的充电费用较公共场所要低得多。所以我们一定要宗合来考虑实施大功率《无线充电技术》的步子迈得是否不要太大,这仅仅是为了一时的方便,而导致了社会总体资源的大量消耗是否是得不偿失呢?

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