關于下一代iPhone的各方面猜測,一直是熱點話題之一。其中,對iPhone要采用無線充電技術更是傳的沸沸揚揚。雖然傳聞iPhone研發(fā)無線充電技術已久,但iPhone官方一直未對外公布過相關進展,卻反而引得外界更加期待。不過,iPhone近日獲得了一個有關無線充電技術的專利,進一步印證了外界對這一功能的猜想。
此前,iPhone曾在2月份加入了Wireless Power Consortium(無線充電聯(lián)盟),此舉被外界理解為iPhone 8支持無線充電的重要標識表記標幟。無線充電技術不只受到iPhone青睞,三星、黑莓、MOTO都有部分型號支持這一技術,盡管比例還不是太高,但也代表著手機充電方式的一種發(fā)展標的目的。
無線充電,這個聽上去高大上的技術究竟是從何而來?怎樣才能實現(xiàn)無線充電?現(xiàn)在的發(fā)展狀況如何?對現(xiàn)如今的市場而言,它有哪些優(yōu)點能為人們所用,又有哪些特點是會阻礙這一行業(yè)進一步發(fā)展的?未來,這一技術又能否給手機行業(yè)帶來革新呢?
一、無線充電由來已久,種類多樣各有側重
說到無線充電技術的起源,可上溯至19世紀末期。因為電能的生產(chǎn)地與使用地之間往往距離很遠,彼時有線的輸配電系統(tǒng)尚未建立,因而早期的科學家們希望能用無線的方法將電能運送到使用地,由此催生了無線電能傳輸技術。
許多科學家都針對這個領域做了研究,最為著名的是尼古拉·特斯拉。這是位電氣工程師及物理學家,埃隆·馬斯克創(chuàng)辦的特斯拉公司便是以他命名。這是一位在無線電領域做出了杰出貢獻的人,也是位神秘人物。
他不但發(fā)明了直流電和交流電,據(jù)說還制造了通古斯大爆炸,甚至有人認為他是疑似穿越者。之所以今天鮮少有人知道他的功績,是因為其成果被報答地隱藏和埋沒了,但隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及、環(huán)境的惡化以及時代的變遷,特斯拉的名字與成就又再次被挖掘出來。
再由傳奇發(fā)明者說回技術自己。早先這種傳輸技術都是以km為計量單位的遠距離大功率的電能傳輸,然而,以此為目的開展的無線電能傳輸技術皆以失敗告終。不過,相關的基礎理論研究卻由此延展開來。直至100多年后的今天,我們回頭去看當年的無線電能傳輸尺度,會發(fā)現(xiàn)仍難以將其變?yōu)楝F(xiàn)實。
到近代以后,無線電能傳輸?shù)男枨笾饾u被無線充電需求所取代,即m級或更近距離的電能傳輸。
而近代無線充電技術的崛起,離不開幾個先決條件。
首先,電網(wǎng)系統(tǒng)漸趨完善。在全球絕大多數(shù)國家,作為基礎設施的電網(wǎng)經(jīng)歷了幾十或上百年的發(fā)展,都較為完善。電能也不再像以前一樣稀缺,基本上有人的地方就有電能供應。因而那種跨區(qū)域的長距離無線電能傳輸?shù)男枨笠讶幌觯嚯x電能供應成為新的需求。
其次,電源技術得以發(fā)展。20世紀60年代,電力電子以專門學科的姿態(tài)出現(xiàn)。而太空競賽刺激了航天電源的需求,使電源技術得到了進一步完善。經(jīng)過幾十年的時間,開關電源理論以及半導體器件的制作工藝均得到了很大的發(fā)展。如今,人類能夠更容易地實現(xiàn)高頻開關電源,獲得更好的功率密度和更高的電源效率。
最后一點很重要,即區(qū)域內(nèi)無線充電需求的提升。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的迅速崛起,各類智能終端的需求急劇擴張。人們在對智能設備的網(wǎng)速、外不雅觀、屏幕、效果等方面要求更高的同時,對智能設備的電能需求也不停加劇。但因電池技術的限制,續(xù)航能力一直是用戶痛點。
這不禁讓人懷念功能機時代,那時隨便一個手機電量都能支撐一星期。到智能機時代,電池容量增加了3倍,但續(xù)航能力卻大幅下降。因此,無線充電作為一種簡易可行的智能設備充電方式愈發(fā)受關注。
有趣的是,無線充電領域的學術界并不太關注智能手機這類小功率消費類電子產(chǎn)品,而更多的是關注大功率等級的如電動汽車領域的無線充電技術發(fā)展狀況,這與主流汽車廠商為高校的研究提供經(jīng)費有關。然而,就市場端而言,消費類電子行業(yè)的變革與發(fā)展速度明顯比汽車行業(yè)快得多。
從誕生到如今這一個多世紀,汽車雖然也有一些厘革和發(fā)展,但并無什么素質(zhì)上的變革。反不雅觀消費類電子市場,行業(yè)競爭可以用“慘烈”二字形容,這也促使新技術在這一領域會更加快速地得到大規(guī)模應用。
目前,無線充電技術有多種實現(xiàn)方式,常見的有磁場感應、磁場共振、電場感應與電磁波幾種。不過,目前最常用的是前兩種。
第一種是目前市面上主流的無線充電技術,即磁感應原理。這一技術相當悠久,最典型的代表就是“變壓器”。