汽車、醫療設備、工業機器、手機……科技行業正在想方設法割斷每一根電線。不過他們仍需戰勝兩隻攔路虎,一是物理學,二是標準之爭。

據媒體7月份報導,豐田公司Toyota計劃在2016年推出一款全新的混合動力版Prius電動車,其特別之處在於,這款新車將完全不需要“插電”就能充電,這還要感謝一家名叫WiTricity的美國公司開發的無線充電技術。就在這條消息曝光後的次日,英特爾公司(Intel)也宣布將在2016年以前推出一款完全不需要任何電線的個人電腦,也就是說既不需要電源線,也不需要顯示器連接線。9天後,星巴克(Starbucks)不甘落後地宣布,該公司將在美國的所有星巴克門店桌子和櫃檯上安裝Duracell Powermat公司的無線充電平板。

對於無線充電技術來說,今年以來發布的種種消息,的確是讓人挺“來電”的。

不過如果你對這個行業觀察得更深入的話,你會發現,我們今天的電子設備雖然移動化程度越來越高,但終究還是離不開一根電線。而無線充電技術卻將在未來幾年裡顯著地改變我們與各種電子設備的關係。

醫療器械公司Thoratec目前正在與WiTricity公司合作研究給人工心臟和其他醫療設備無線充電的方法。國防航天巨頭洛克希德馬丁公司(Lockheed Martin)也正在開發一套鐳射系統,用來給飛行中的無人機充電。其他從事無線充電技術研究的公司還有很多。

據市調機構IHS科技公司的數據預測,全球無線充電市場的規模可望從2013年的2.16億美元飆升至2018年的85億美元。那麼我們大多數人何必還要在家裡放一大堆充電器呢?

高通公司(Qualcomm)的副總裁、無線電源聯盟(A4WP)的創始人兼總裁Kamil Grajski指出:現實中,消費電子產品的無線充電市場總體上還處於非常初級的階段。Grajski創立的無線電源聯盟是從事無線充電技術研發的三大組織之一。

電磁感應作為無線充電的基礎技術,早就不是什麼新鮮事了,它已經存在了足有100多年,其原理如下:首先,充電座上的電磁感應線圈會形成一個電磁場,這個磁場與另外一個電磁感應線圈接觸後(這個線圈一般連接在需要充電的設備上),就會向其輸送電力。Grajski表示,它的工作原理跟用充電座幫電動牙刷充電沒什麼不同。

不過電磁感應技術也有缺點,使它難以成為一種主流技術。首先,每個電磁感應線圈只能給一台設備充電,因此在如今多設備並存的社會中不免顯得低效不便。其次,它需要把設備的位置放得很準確,才能讓線圈啟動和保持充電程序。

電磁感應技術的支持者,如Powermat公司的CEO Ran Poliakine等,都認為推廣無線充電技術的關鍵,並不在於怎樣實現最快速或最有效的連接,而在於如何讓人們在最需要的地方用上它。Poliakine表示:我們試圖解決的問題是,如何讓消費者整天都能充電。最大的阻礙就是關聯性,我們應該把充電點放在哪裡?他補充:你最需要這項服務的地方,是在家或辦公室以外的地方。

他說的很有道理。把充電點放在星巴克的門店裡不失為一個好辦法,至少可以避免消費者在咖啡廳裡長聊時不得不到處找電源插座。另外我們也可以把它放在機場、酒店或Powermat的充電站裡。(大家可能不知道Powermat充電站的一個功能,如果它與該公司提供的一套基於雲端的管理系統協同使用,那麼一家零售店就可以監測誰在哪個充電站待了多久。也就是說星巴克可以選擇讓你在那兒坐六個小時,或給你發送一張免費續杯的優惠券把你引過來。)

電磁感應充電技術推廣較慢的另一個原因,則是兩大陣營之間爆發的標準之爭。其一是電力事業聯盟(PMA),代表成員包括DuracellProcter & Gamble、高通和WiTricity等。其二是無線充電聯盟(WPC),該聯盟支持一套叫做“Qi”的標準,日立(Hitachi)、宜家(IKEA)、威瑞森(Verizon)等都是它的成員。但有些公司同時加入了兩大陣營,比如微軟(Microsoft)和三星(Samsung)等。

這兩大標準基本上使用的是相同的技術,但技術規格不同,導致企業在產品中嵌入無線充電技術時往往會因為標準問題傷腦筋。據WPC的市場開發副總裁John Perzow表示,當前市場上63款手機支持Qi標準,包括諾基亞(Nokia)、谷歌(Google)和索尼(Sony)旗下的部分機型。同時谷歌的NexusLG旗下的部分機型則兼容Powerbat的充電標準。

 Powermat公司還計劃向星巴克的顧客免費發放能連接店內充電器的“無線充電環”。這種充電環有點像Powermat去年收購的芬蘭公司PowerKiss的產品,目前的計劃零售價還不到10美元。另外PMA今年二月與A4WP達成了一項支持其Rezence標準的協議,Rezence標準使用了另一種叫做“磁共振”的技術。

兩大行業組織PMAA4WP都認為,磁共振很有可能將成為無線充電技術的第二代標準,因為磁共振可以傳輸更多的電力,足以為廚房用具等用電量更大的設備充電。WPC則表示它也正在開發自己的磁共振技術。)英特爾在台北國際電腦展上展示的無線PC也正是使用了Rezence的標準。

磁共振技術主要依賴電磁共振耦合原理,它會在每個線圈周圍形成一個能夠傳輸電力的磁場,不需要對線圈進行精確排列。另外它還可以隔著一段較小的距離進行無線充電(約兩英寸),不需要讓設備與充電器直接接觸。因此你可以把充電板鑲嵌在桌子底下,而不是放在桌面上。

磁共振技術的另一個優點,是可以同時支持一台以上設備充電。Rezence標準就利用了很多手機都具備的藍牙功能,來搜索能夠與手機兼容的充電器。目前這項技術還沒上市,但Grajski 認為,使用Rezence標準的產品最早可能今年就會到店開售。他表示:這項技術的障礙,只不過是如何讓行業裡正確的選手採用這項技術,然後以一個合理的價格提供給消費者。

但是兩英寸的距離畢竟還是太短了。如果要是隔著一間屋子也能充電那該多好?這就是WiTricity公司正在努力的目標。WiTricity2007年從麻省理工學院孵化出的一家公司,它一直致力於開發公司產品管理與營銷副總裁Kaynam Hedayat,所謂的“高振諧的無線電力傳輸highly resonant wireless power transfer”技術。

想像一下,一名歌劇演員可以用她的高音震破玻璃,這就是這項技術的原理。Hedayat,表示:任何物體都有一定的共振頻率。將一台設備和另一台接收設備調到相同的頻率,它們就會形成共振。電力只會傳輸到共振頻率相同的設備上。這使得電力的輸送距離可以達到4英尺憑藉這一點開啟了很多可能性。

比如我們可以藉此給車輛或者醫療設備進行無線充電。Hedayat指出:醫院裡的電線是個大問題,因為你必須給每樣設備消毒。這項技術也可以應用於軍事用途,比如執行任務的機器人可以就地充電。另外它也可以使很多士兵不必再背負重達40的電池。另外深海中的潛艇也可以利用這項技術向艇外的傳感器充電,因為在深海中拉電線顯然是不安全的。

目前,無線充電技術的標準大戰還在繼續,無線充電技術本身也仍然是個新鮮事物,但這種局面不會永遠持續下去。就像Wi-Fi已經成為電腦之間交換數據的標準協議一樣,很快也將會有一種無線充電標準勝出,成為通用標準。直到那時,我們才將真正見證無線充電技術的潛力。Hedayat表示:在4-5年內,就將會有一種無線充電設備的通用標準。你將忘掉不同型號的充電器和連接線。你會找到一個無線充電熱點,而且它很好用。

 

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