電磁感應和磁場(chǎng)共振無(wú)線(xiàn)充電方式原理

　　無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)對于現代人來(lái)說(shuō)并不陌生，現在有許多手機已經(jīng)具備這種功能。目前市場(chǎng)上的iPhone8/iPhoneX就支持無(wú)線(xiàn)充電功能，但充電功率僅為7.5w，三星公司也推出了無(wú)線(xiàn)充電新款據說(shuō)可以達到15w的充電功率。但目前與有線(xiàn)充電差距還是很大的，我們只能稱(chēng)之為無(wú)線(xiàn)慢充，而且據使用者介紹，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(dòng)汽車(chē)也是熱門(mén)行業(yè)，汽車(chē)能夠實(shí)現無(wú)線(xiàn)充電，甚至家里的許多家用電器都實(shí)現無(wú)線(xiàn)充電，那能夠給人類(lèi)帶來(lái)很大的便捷，你完全不用擔心什么忘記充電了，什么沒(méi)電了。所以在無(wú)線(xiàn)充電領(lǐng)域，給我們帶來(lái)的便捷是巨大的，我們還需要繼續努力，普及的日子不遠了。

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

　　一、電磁感應充電技術(shù)

　　電流通過(guò)線(xiàn)圈，線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng)對附近線(xiàn)圈產(chǎn)生感應電動(dòng)勢從而產(chǎn)生電流，這種充電方式的轉化效率較高，但傳輸距離較短達到0mm～10cm左右，而且對擺放位置要求較高，只能對準線(xiàn)圈一對一進(jìn)行。金屬感應接觸還會(huì )產(chǎn)生熱量造成發(fā)熱現象?；诖艌?chǎng)感應的無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)，本質(zhì)上和空心變壓器差不多，原理簡(jiǎn)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(guò)磁場(chǎng)感應技術(shù)的缺陷是傳輸距離短，充電設備擺放位置自由度低。

　　該技術(shù)目前不僅應用于手機，在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域已經(jīng)有所應用，如今的汽車(chē)市場(chǎng)中電動(dòng)汽車(chē)不再是一個(gè)小眾化市場(chǎng)，隨著(zhù)國家政策支持和各大廠(chǎng)商的大力宣傳，電動(dòng)汽車(chē)的保有量在不斷上漲，這是一個(gè)喜人的想象。但問(wèn)題也隨之而來(lái)，公共電樁的匱乏、充電時(shí)間漫長(cháng)給電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主帶來(lái)不小的煩惱，在日常的使用中電動(dòng)汽車(chē)還不能完全滿(mǎn)足人們日常的所有出行需求。續航問(wèn)題制約了出行的距離，中途汽車(chē)沒(méi)電了真的只能干著(zhù)急，即使在北京這樣的現代化大都市想要隨時(shí)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(shù)嶺國家實(shí)驗室在無(wú)線(xiàn)充電領(lǐng)域取得重大突破，一個(gè)20千瓦的無(wú)線(xiàn)充電系統充電效率達到90%，充電速度是通常使用的插電式電動(dòng)汽車(chē)設備的3倍。這一技術(shù)如果得到廣泛應用，將對大型大功率汽車(chē)的無(wú)線(xiàn)充電有推動(dòng)作用，從而使得電動(dòng)汽車(chē)能應用在更多領(lǐng)域，快速便捷的充電模式將增加消費者對電動(dòng)汽車(chē)的接受程度。

　　二、磁場(chǎng)共振充電技術(shù)

　　磁場(chǎng)共振技術(shù)的崛起源于2008年MIT的一場(chǎng)實(shí)驗，研究員隔空點(diǎn)亮了一個(gè)60W的電燈泡，第一次讓世界認識到無(wú)線(xiàn)充電還能這么玩。相比磁場(chǎng)感應技術(shù)，磁場(chǎng)共振的優(yōu)勢在于能在更大的范圍內實(shí)現有效的能量傳遞，實(shí)現更高的空間自由度。因此其可靠性更高，而且支持多個(gè)設備同時(shí)充電。

　　發(fā)送端遇到共振頻率相同的接收端，由共振效應進(jìn)行電能傳輸。這種充電方式傳輸距離較遠，同時(shí)傳輸的功率較大適合遠距離大功率充電。但這種充電方式效率較低，傳輸過(guò)程中有較大的損耗，距離越遠，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)行保護免受外界因素干擾。

　　就目前的技術(shù)來(lái)講，兩種充電方式都存在一定的優(yōu)缺點(diǎn)，總體來(lái)說(shuō)它們只能在固定的位置和范圍內進(jìn)行充電，對于移動(dòng)設備來(lái)講還是不夠便捷。所以科研人員又在極力開(kāi)發(fā)可以隨時(shí)隨地充電的方式。

　　美國的科學(xué)家們總會(huì )有一些奇思妙想，他們竟然打算將無(wú)線(xiàn)充電的技術(shù)應用到高速公路上。在公路的柏油層下方，按一定的距離布置初級線(xiàn)圈，當電動(dòng)汽車(chē)從上面經(jīng)過(guò)時(shí)，就能進(jìn)行充電。將使移動(dòng)式無(wú)線(xiàn)充電成為現實(shí)，公路自身變?yōu)樘烊怀潆妶?chǎng)所。試想一下，當你開(kāi)著(zhù)一臺電動(dòng)汽車(chē)行駛在可以充電公路上，看著(zhù)電池電量在緩慢增長(cháng)，駛達目的地的時(shí)候，可能會(huì )比出發(fā)時(shí)的電量還要多。解決了致命的續航問(wèn)題，那將是電動(dòng)汽車(chē)最大的優(yōu)勢。