小米无线充电发展过去、现在和未来,小米博士后工程师演讲回顾
2022年11月11日,2022世界无线充电大会(World Wireless Charging Conference,简称WWCC)在南昌绿地国际博览中心成功举办。在此次大会上,邀请了多位相关行业的知名企业代表进行演讲,进行全方位的展示与现场面对面的交流,以推动电子行业的跨界融合和多方互动。
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小米集团手机部高级硬件研发工程师,无线充电技术专家 朱奇发表了《“无线电能传输,不止是线圈”——小米对无线充电的再思考》为主题的演讲,进行了小米无线充电技术介绍,以及无线电能传输技术和为行业未来的展望。
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小米在大会上的分享分为四个部分,第一部分是小米无线充电技术介绍,第二部分是无线电能传输技术概述,第三部分是无线电能传输技术推广挑战,第四部分是对无线充电再思考的结语和小米对未来的展望。
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首先是小米无线充电技术介绍。
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首先介绍无线充电的市场发展趋势,从WPC的数据可以看到,从2019年到未来的2025年,数据是一直呈现上升趋势,有将近220%的增长。汽车车载无线充电也是在不断的增长,不管是车还是手机,无线充的配置率在将来会有一个高速增长趋势,标配无线充电在未来将成为主流。
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小米充电技术分为有线和无线两个部分,在北京,上海,南京和深圳设有四个研发中心,共同组成一个充电技术委员会,展望未来,规划未来,并解决实际遇到的问题。
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小米手机无线充电发展历史,从2018年的MIX 2S的7.5W到MIX 3的10W无线充电,2019年的MI 9支持20W无线充电,同年推出的MI 9 Pro支持30W无线充电,在2020年 MI 10 至尊纪念版的无线充电功率达到了规定的50W。
小米非常重视无线充电的发展,目标是将无线快充做到极致,为用户带来愉悦和便捷的使用体验。
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小米推出了超过20款支持无线充电的手机,超过25款支持无线充电的智能终端,如手表,手环,蓝牙耳机和电动牙刷等,以及超过20款无线充电器产品,包括多线圈无线充电器和追踪式无线充电器。
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小米发布的无线充电产品,是以手机为中心,使用有线充电和无线充电相配合,为笔记本电脑,可穿戴设备和机器人充电,涵盖多种场景,打造立体充电生态。小米在高铁上推出了20W无线充电模块,并授权了7家头部车载厂商,全面推广车载无线充电技术。
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现在的无线充电功率50W已经是最大了,接下来要怎么做?
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无线充电是基于电磁感应技术,并包括电力电子技术和控制技术。无线充电不止是使用线圈产生的磁场来实现,还可以由其他形式实现。
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接下来是无线电能传输技术概述。
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图中是一个常见的无线充电系统,分为电源,原边,副边,发射机构,通过介质进行传输,通过接收机构输出电能。通过不同的携能耦合场,实现电能的无线的传输,来摆脱线的束缚。
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无线电能传输可以通过声波能量传输,光能量传输,微波能量传输,电场耦合式能量传输和磁场耦合式能量传输。磁场耦合式能量传输,就是现阶段使用广泛的无线充电技术。
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声波能量传输通过使用压电材料换能器,通过声波传输到副边,并转换成电能供电。基于声波振动来传递能量,可以适用于水下,金属和人体,满足安全性比较高的场合应用。
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光能量传输通过直流为激光二极管供电,并采用光电材料进行接收,转换后为负载供电。激光的可塑性高,方向性强,适合开阔无障碍物的能量传输场景。
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微波能量传输通过微波的辐射电磁波进行能量传输,接收天线接收到的能量通过转换电路输出直流为负载供电。微波能量传输适合于小功率的传感器供电,也适合大功率应用。
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电场耦合式能量传输利用高频交变电场来实现能量传输,通过高频交流电场传输。具有成本相对较低,重量小,低涡流损耗的特点。
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磁场耦合式能量传输就是现在常用的无线充电技术,通过高频交变磁场实现能量的传递,已经广泛应用于便携电子设备以及电动汽车中。
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无线电能传输结合了电能交互,物理场交互和信息交互,通过三种不同形式的交互,实现无线充电的传输以及控制。电能+物理场+信息的交互,为多个产业带来机会。
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下面是无线电能传输技术推广的挑战。
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无线充电遇到的挑战,首先是轻量化和成本,是真正阻碍无线充电进入商业化和落地的第一步。第二步是兼容性,分为非生物安全和生物安全。第三步就是标准和法规,第四步是用户的体验。
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第四步是对无线充电的再思考的结语和展望。
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对于无线电能传输技术,应用面还是非常广阔的,仍然处在高速发展的阶段。安全性始终是大功率,远距离的首要因素。无线充电无法完全取代有线,没有线缆是很难实现的。针对特殊的场景,无线电能传输技术是最好的解决方案。小米将继续致力于无线电能传输技术的研发。
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各种不同的物理场技术,碰到小米庞大的生态圈,希望未来有更多的产品问世。
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