近日，小米推出了“小感量 + 磁吸”無線充電預(yù)研技術(shù)，磁吸無線充電功率最高可達 50W，損耗降低 50%，再次引人注目。其不同于傳統(tǒng)無線充電方案中接收端采用的大感量線圈，改為使用小感值線圈去感應(yīng)發(fā)送端能量，感值只有傳統(tǒng)方案的三分之一左右，可以將損耗減小至傳統(tǒng)線圈的一半以上。2022年了，雷軍依然熱衷于無線充電技術(shù)。

2009年，首款無線充電手機Palm Pre上市，這款手機為雷軍研發(fā)無線充電技術(shù)留下了一個契機。此前雷軍曾表示Palm Pre是他十多年前最喜歡的一部手機，支持無線充電技術(shù)的新奇讓小米下定決心投入研究無線充電技術(shù)領(lǐng)域。

圖源：網(wǎng)絡(luò)

2018年，小米MIX 2S成為國內(nèi)首款支持無線充電的手機；2021年，小米發(fā)布的“隔空充電”能讓手機距離充電器1米甚至更遠的距離實現(xiàn)真·無線充電，一時引發(fā)熱議。畢竟大部分手機無線充電的距離都很短，隔空充電除了距離突破還有技術(shù)變革，沒有沿用傳統(tǒng)的無線充電技術(shù)。

早在2012年諾基亞就首次推出了無線充電技術(shù)，但是由于諾基亞手機的落幕，這項技術(shù)沒有被推廣商業(yè)化，這種早先的無線充電技術(shù)，是采用電磁感應(yīng)式的充電技術(shù)，也是主流的無線充電技術(shù)，其工作原理類似于變壓器，在手機和充電底座上安裝感應(yīng)線圈，充電底座的主線圈通上交流電之后，會產(chǎn)生變化的磁場，手機的副線圈通過這些變化的磁場產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而完成無線充電的目的。這種技術(shù)充電效率可高達80%，但只能進行短距離的傳輸。

而小米的隔空充電則是無線電波式的充電技術(shù)，其原理是通過微波發(fā)射器向外發(fā)射電磁波，而接受端手機則通過接收天線接收電磁波，再經(jīng)過整流電路將其轉(zhuǎn)化為電能，從而達到充電的目的。雖然距離遠了，但是效率不高。這也是無源物聯(lián)網(wǎng)的通病，功耗和距離難兩全。

此次小米新無線充電器采用的是傳統(tǒng)電磁感應(yīng)式的充電技術(shù)，損耗降低一半讓更多無線充電場景有了期待。

無線充電，何止于手機？

我們?nèi)粘Ｉ钪?，最常見到無線充電應(yīng)用的就是手機。無線充電技術(shù)可謂是潛力股，此次冬奧上的專列高鐵也配備了無線充電設(shè)備，支持所有可無線充電功能的手機，讓乘客可以邊用邊充，解決了傳統(tǒng)充電接線插線的不便等問題。

圖源：網(wǎng)絡(luò)

無線充電被冬奧推廣，主要是其具有更符合當(dāng)下智慧場景應(yīng)用的優(yōu)點：一是非接觸式的一對多充電模式，避免了接口插拔接觸和接口不適用等問題；二是其應(yīng)用范圍廣，只要是同一種無線充電標(biāo)準(zhǔn)皆可使用；三是無線充電技術(shù)已經(jīng)具有其行業(yè)通用標(biāo)準(zhǔn)，大大減少了應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的繁雜性。

目前主流的無線充電標(biāo)準(zhǔn)有：

Qi標(biāo)準(zhǔn)：Qi標(biāo)準(zhǔn)是全球首個推動無線充電技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化組織——無線充電聯(lián)盟（WPC，2008年成立）推出的無線充電標(biāo)準(zhǔn)，其采用了目前最為主流的電磁感應(yīng)技術(shù)，具備兼容性以及通用性兩大特點。只要是擁有Qi標(biāo)識的產(chǎn)品，都可以用Qi無線充電器充電。2017年2月，蘋果加入WPC。

PMA標(biāo)準(zhǔn)：PMA聯(lián)盟致力于為符合IEEE協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)的手機和電子設(shè)備，打造無線供電標(biāo)準(zhǔn)，在無線充電領(lǐng)域中具有領(lǐng)導(dǎo)地位。PMA也是采用電磁感應(yīng)原理實現(xiàn)無線充電。目前已經(jīng)有AT&T、Google和星巴克三家公司加盟了PMA聯(lián)盟。

A4WP：Alliance for Wireless Power標(biāo)準(zhǔn)，2012年推出，目標(biāo)是為包括便攜式電子產(chǎn)品和電動汽車等在內(nèi)的電子產(chǎn)品無線充電設(shè)備設(shè)立技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)對話機制。A4WP采用電磁共振原理來實現(xiàn)無線充電。

前面也提到過，無線充電技術(shù)的缺點之一就是功耗高，工作距離短，因而它在其他應(yīng)用場景的使用也受到技術(shù)性限制。但現(xiàn)在無線充電已經(jīng)在電動汽車、智能家居、智慧醫(yī)療、智能穿戴等場景種嶄露頭角，無線充電市場正處于爆發(fā)的前奏。

千億級無源傳輸風(fēng)口

目前除了手機，電動汽車是無線充電的第二大關(guān)注領(lǐng)域，2020年上半年，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會發(fā)布了《電動汽車無線充電系統(tǒng)第1部分：通用要求》等4項國家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范了電動汽車無線充電系統(tǒng)在公共及私人應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)、性能、功能、安全等多方面的要求，共同構(gòu)成了電動汽車無線充電標(biāo)準(zhǔn)體系的重要通用標(biāo)準(zhǔn)。上述標(biāo)準(zhǔn)并在2020年11月1日開始實施。

同時，也已經(jīng)有許多汽車廠商已經(jīng)瞄準(zhǔn)無線充電領(lǐng)域，2013年高通跟電子方程式Formula E賽事主辦方達成合作，將旗下的Halo無線充電技術(shù)首先應(yīng)用到了部分電動方程式賽車上。2018年寶馬量產(chǎn)了兩款支持整車無線充電的車型，但目前這個領(lǐng)域大規(guī)模量產(chǎn)的車企是智己。

圖：電動車無線充電技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖

那電動車無線充電為什么沒有被普及？一是應(yīng)用環(huán)境影響因素多，戶外停車天氣會影響到無線發(fā)射端工作，室內(nèi)停車也需要考慮車輪碾壓等受重情況等；二是泊車精度要求高，無線充電對距離的限制也要求了發(fā)射端和接收端位置的精準(zhǔn)度，確保每次泊車都能以最佳的效率充電；三是安全防護問題，整車充電除了功耗嚴重，還有安全防護工作量也巨大，需要確保發(fā)射端的充電環(huán)境安全等。

未來技術(shù)性的突破或許可以讓電動車無線充電走進日常生活，目前，已經(jīng)有部分智能家居也開始使用無線充電技術(shù)，比如臺燈、電動牙刷等。

圖源：網(wǎng)絡(luò)

而在連接方面，其中就包含了2021年大火的無源物聯(lián)網(wǎng)，比如應(yīng)用比較成熟的RFID，就是應(yīng)用標(biāo)簽接收閱讀器發(fā)射的射頻信號，產(chǎn)生電流，從而獲取能量實現(xiàn)兩者之間的通信。

RFID技術(shù)獲取能量的原理包括了兩種，低頻（125kHz-134kHz）與高頻（13.56MHz）傳輸能量的原理也是通過兩個線圈的近距離耦合，這與目前的無線充電技術(shù)類似。

而超高頻RFID（800MHz-1000MHz）的獲取能量方式就是遠場傳遞，跟藍牙與WiFi甚至4G、5G類似，使用輻射場便能完成無源傳輸。

無源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以讓千億級甚至更多的IoT節(jié)點擺脫電池的限制，可以做到極致的低成本，這樣才能讓生活中大量的物品聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)真正的萬物互聯(lián)。

根據(jù)Machina Research 統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2010-2018 年間全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接數(shù)高速增長，由 2010 年的 20 億個增長至 2018 年的 91 億個，復(fù)合增長率達 20.9%，2025年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備（包括蜂窩及非蜂窩）聯(lián)網(wǎng)數(shù)量將達到 251 億個，萬物互聯(lián)成為全球網(wǎng)絡(luò)未來發(fā)展的重要方向。

上面的數(shù)據(jù)也僅僅只是有源IoT節(jié)點的數(shù)量，這就足以令人興奮，而事實上，以RFID為代表的無源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)有了更大的出貨量，根據(jù)AIoT星圖研究院最新調(diào)研的數(shù)據(jù)，2021年全球UHF RFID的出貨量已經(jīng)達到了230億的量，而加上HF與LF等不同頻段的產(chǎn)品，無源物聯(lián)網(wǎng)的年出貨量已經(jīng)超過了300億，并且還在快速的增長。

無源物聯(lián)網(wǎng)風(fēng)口已至，千億級IoT節(jié)點近在眼前！

參考資料：

Will的大食堂：揭秘小米隔空充電技術(shù)

小智學(xué)長：無線充電技術(shù)方案分析&總結(jié)