隔空取电成为现实，世界正在走向无线世界
随着信息技术的飞速发展，我们的日常生活中涌现出了越来越多的电子设备，这些设备无处不在，同时也引发了随时随地需要充电的棘手问题。在这种需求的驱动下，一种能够随时满足充电需求的无线充电技术应运而生。
事实上，在百年之前，人们便已构想出一种可能，即如同现今我们接入Wi-Fi信号那般，去搜寻电源信号，进而实现无接触式充电。尽管人类在此领域的探索曾一度中断，但如今，这一隔空充电的构想已变为现实，并且正日益广泛地融入人们的日常生活之中。如今，全球正逐步步入无线时代，无线充电技术极大地提升了人们的便捷性，同时，这一技术正变得越来越经济实惠且值得信赖。
特斯拉和无线充电
实际上，无线充电技术并非新兴产物。远在1890年，一位塞尔维亚血统的美国物理学家与电气工程师尼古拉·特斯拉便已构想出无线输电的理念，并发明了名为“特斯拉线圈”的装置，从而开启了无线电力传输新时代的大门。
无线充电的原理实际上并不繁杂，简言之，电流在穿过线圈时，会形成磁场；而那些位于磁场附近的线圈，则会因磁场的作用而产生感应电流，进而实现了电流的无线传输。实际上，在所有依赖电力的场合，无线传输都具备一定的可行性，只是由于转换效率较低和成本较高，这一技术在过去一直难以得到广泛应用。
在J.P.摩根的资助下，特斯拉于1891年着手研究无线输电技术。他利用磁感应耦合原理，成功实现了无线传输电能，点亮了一只灯泡。此外，特斯拉还在纽约长岛建造了一座大型高压线圈，即著名的沃登克里弗塔，亦称特斯拉塔。该塔旨在构建全球性的输电系统原型。然而，由于资金问题，该项目最终被迫终止。
21世纪之后，无线输电技术实现了质的飞跃。这得益于无线通信领域的迅猛发展，它对输电充电技术的实际应用提出了迫切要求，进而催生了无线输电技术及其应用领域的重大突破。
在2007年6月开yunapp体育官网入口下载手机版，由美国麻省理工学院的马林·索尔贾希克领导的研究团队成功研制了一种无线充电设备，该设备能够点亮位于7英尺（约合2.1米）之外的60瓦电灯泡。这一突破性的成果在无线电力传输领域引起了广泛的关注。
自2010年起，无线输电技术已步入实际应用的关键时期，并在消费电子产品、电动汽车、智能家居系统以及智能可穿戴设备等多个应用领域实现了显著的进步。
2014年4月，美国Ossia公司研发的Cota技术实现了重大进展，其能够在12米的范围内为智能手机提供全方位的无线充电服务。紧接着，在同年11月，美国WiTricity公司推出的磁共振充电技术也取得了显著成就，其充电范围扩展至2.4米，并且能够实现多设备的同时远距离充电。2015年11月，美国Energous公司推出了一款名为RF to DC整流器IC的概念样片，该产品专为小型穿戴设备和物联网设备提供电力支持，其无线充电功能可达10瓦输出，传输距离可达4.57米。2016年3月，美国华盛顿大学成功研发了一种名为“Passive Wi-Fi”的技术，该技术能够与距离30米之内的Wi-Fi设备实现连接。值得一提的是，这项技术还荣获了《麻省理工科技评论》颁发的“2016十大科技突破”奖项。
2016年4月，特斯拉公司推出了无线充电设备“免插充电系统”，并正式开始销售。这一设备适用于特斯拉旗下所有车型。其充电效率与7.2千瓦的二级线圈式充电桩相当，使用该系统充电一小时，电动车的续航里程能够增加约20英里，即大约32千米。
2017年，苹果公司成功推出了手机无线充电功能。特别值得关注的是，推动无线充电技术飞速发展的主要驱动力源自智能手机、iPad、MP3播放器、数码相机以及笔记本电脑等便携式通信设备领域。尽管苹果公司的无线充电技术并非真正的隔空充电，然而，在无线充电技术商业化的推动下，手机充电方式已经迈入了全新的历史阶段。现在，无线充电技术在我们的日常生活中已经变得相当普遍，而传统的有线充电方式正逐渐被无线充电所取代。
此外，在2019年，特斯拉推出了一款专为手机充电设计的车载配件。这款设备能够安装在Model 3的中控屏幕下方，一旦通过USB接口连接电源，便能够为两台手机同时进行无线充电。进入2021年1月，小米推出了其隔空充电技术，该技术能够对数米半径范围内、5瓦距离内的设备进行充电，并且能够支持多部手机同时充电。除手机外，无线充电桩还支持智能手表、手环等设备的充电需求。
汽车无线充电还会远吗？
谈及无线充电对手机、电脑、相机等电子产品的效应，它主要在于提升了充电的便捷性，为用户带来了诸多便利。然而，对于电动汽车产业而言，无线充电则带来了一场颠覆性的变革，甚至可以说是推动整个电动汽车市场发展的关键因素——电动汽车无线充电无需外露的连接器，这不仅有效消除了漏电、断电等潜在的安全风险，而且通过无线充电技术，电源和变压器可以巧妙地隐藏于地下，使得汽车能够在停车区域或街道旁的特定充电点轻松充电。
目前，“里程焦虑”问题仍旧是电动汽车领域尚未克服的难题。特别是在寒冷的冬季，电动汽车的续航能力会明显下降，或者当车主需要长途出行时，这种焦虑情绪便会愈发加剧。在节假日期间，高速服务区的充电排队现象、凌晨四点起床抢占充电桩等话题，在互联网上引发了广泛的争议讨论。我们的担忧仿佛源于对手机电量不足的恐惧，然而这种焦虑与手机电量焦虑有所不同。即便家中、工作场所备有充电设备，随身携带移动电源，周边的商场和餐馆也提供共享充电服务，这种对手机电量的焦虑感仍可能减轻，甚至完全消除。然而，对于电动汽车而言，车主的焦虑情绪却普遍存在，这主要是因为电动汽车的补能过程并不像手机充电那样便捷。
若在道路之上实现电动汽车的无接触式供电，那么长期以来困扰电动汽车发展的续航难题或许就能得到有效解决。在此背景下，一种极具代表性的方法是于路面铺设电能发射器，同时，汽车底部装备有相应的接收装置。如此一来，当汽车驶入这些铺设了发射器的路面时，便能自动捕捉到发射出的电磁波，进而实现充电过程。依据这一原则，若在高速公路或城市主要道路全面安装此类电能发射设备，那么行驶中的车辆便能在移动过程中实现充电。
众多电动汽车制造商也在积极研究该项技术的商业化前景。比亚迪公司早在2005年12月便申请了非接触式感应充电技术的专利。2012年7月，该公司向犹他大学出售了一辆配备最新型无线充电平台的纯电动巴士。该巴士的研发成果源自犹他州立大学能源动力学实验室的一位负责人。司机将巴士停在充电垫上，经历数分钟的等待就能充满电。
WiTricity与富尔顿科技这两家专注于研发下一代无线充电技术的企业，同样吸引了众多知名电动品牌作为合作伙伴。WiTricity公司自2007年成立以来，一直致力于推动无线充电技术的商业化进程。该公司研发了一款独特的电动汽车充电器，这款充电器形似一块半米宽的板子，铺设在车库地面上。当汽车驶上这块板子时，便能够开始充电。
WiTricity近期与丰田达成了数百万级别的合作合同，旨在共同研发电池驱动的汽车充电器；同时，公司还宣布将与我国台湾的电子产品巨头联发科技（Mediatek）携手，共同致力于开发适用于移动设备的充电解决方案。
富尔顿科技公司推出的新技术声称能够穿透几厘米厚的大理石或车库地板，为电动车实现无线充电。这一技术相较于现有的感应充电方式更具实用性——虽然现有技术允许你在自家车库内为汽车进行无线充电，但用户必须确保车辆停放在精确的位置，并与充电线圈对准。
富尔顿已被美国芯片设计企业高通所并购。自2012年年初起，高通便与法国的雷诺以及英国的德尔塔汽车公司携手，在伦敦东区的科技城展开了街头无线充电的商业试验。高通计划在购物中心停车场及公共道路的停车区域构建无线充电系统，实施半动态充电技术。例如，在交通信号灯、十字路口、出租车停靠站以及公交车站等地点均可设立充电站点。每次充电没必要充满，保持40%~80%的电量即可。
德国和日本等国家同样表现出了极大的热情。在德国的慕尼黑，家用无线充电的试验早已展开。日本丰桥技术科学大学致力于研发一种新型道路充电设备，该设备能够穿透20厘米厚的混凝土砖块，为汽车提供电力。在横滨举办的贸易展览会上，日本丰桥技术科学大学展示了他们的道路无线充电技术，这项技术使得汽车在行驶过程中能够实现无线充电。研究人员为这款道路充电设备命名为“永恒”（EVER），该名称取自“电动汽车在带电道路上”这一概念的英文首字母缩写。他们坚信，采用道路充电的方式，其成本要远低于建设独立电动汽车充电站的费用。
一个无线的世界
当前，无线充电正在快速发展，并展现出两方面的趋势。
一方面，无线充电技术的成本正在显著降低；目前，无线充电模块在智能手机整体售价中的占比已接近15%，并且这一比例的各环节成本预计将迅速减少；例如，采用5瓦Qi标准的单模无线充电设备，其整体成本大约为2.2美元，而单个线圈的成本更是降至了0.8美元以下。
尽管电动汽车的无线充电模块价格依旧不菲——无线充电设施的初始投资甚至是有线充电桩的四到五倍；为电动汽车安装无线充电模块的费用已超过1.5万元，商用车的安装费用更是高达10万元；然而，与有线充电桩相比，无线充电停车点在后期维护成本较低、安全性更高、空间使用效率上也更为优越。
此外，无线充电技术的转换效率正在显著增强。目前来看，有线充电的效率大约是93%，相比之下，无线充电设备的效率介于75%至90%之间；而充电的距离、方向以及环境温度等因素都会对转换效率产生显著影响。2014年，高通公司推出了基于电磁共振原理的无线充电技术，该技术成功达到了90%的充电效率。与此同时，以色列的Powermat公司宣称，其非接触式充电系统的电力传输效率高达93%。日本伊东健治教授则通过集成技术，将微波转换为直流电流的天线与整流电路相结合，使得微波无线供电技术的转换效率也达到了93%。
随着无线充电成本下降以及转换效率的提高，这一技术显示出巨大的市场前景。据调研机构Knowledge Sourcing Intelligence发布的报告预测，全球无线输电市场规模预计将保持年均15.56%的增速，从2019年的92.46亿美元膨胀至2025年的220.17亿美元。
我们可以预见到，无线充电技术不仅将应用于电子产品的充电，还将在电动汽车领域得到推广，在数字社会的大背景下开yun体育app入口登录，它将在更多的生活领域产生深远影响。
智能家居领域，设想一下，若家中电线如同蜘蛛网般密布，不仅损害了家居的整洁与美观，更隐藏着潜在的安全风险。在这种状况下，无线充电技术将成为推动智能家居发展的核心因素，而“无尾”式的智能设备也将逐渐成为家庭智能设备的主流趋势。目前，美国Powercast公司已成功研发出一种将无线电波转化为直流电的接收装置，该装置能在约1米的范围内为众多电子设备提供电力供应。
此外，医疗器械的供电领域也涉及无线输电技术，例如，为心脏起搏器等植入式医疗器械进行充电，对因下肢麻痹而需要肌肉刺激的患者进行治疗，以及实施神经系统的医疗刺激和镇痛等操作，这些均属于此类应用。医疗器械的无线充电主要依赖于ICPT技术，即感应电能传输，以及RFPT技术，即射频功率传输。首先，需在人体外部布置一个线圈；接着，在人体内部植入一个与之相匹配的微型线圈；这两个线圈相互作用，产生感应耦合；最终，通过这种效应完成电能的传输。
总体而言，目前无线输电技术已在若干领域得到实际应用。展望未来，随着无线充电技术的不断进步，我们有望步入一个全面无线化的时代。届时，从电动牙刷、剃须刀、心脏起搏器到智能卡等小型设备，再到公共汽车、火车等电动交通工具，甚至磁悬浮列车开元棋官方正版下载，都将借助无线充电技术获得能源供应。无线充电技术的兴起，为人们带来了所需的便捷，同时也为数字世界的进步开启了全新的纪元。
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