从移动设备到电动车 无线充电扩展应用版图

全球无线充电市场规模至2019年将突破100亿美元。来源：IHS Markit

无线充电，这是一个蓄势待发的领域，随着充电效率、成本、充电距离、标准等问题逐一突破，无线充电技术的未来愈见光明，而它的未来不仅存在于消费电子领域，更寄望于电动车的采用。由于潜力可期，许多知名业者已纷纷抢进布局。研调单位IHS Markit预测，全球无线充电市场规模将自2015年的不到20亿美元增加至2019年的100亿美元以上，成长幅度惊人。

首先来看看消费电子产品对于无线充电的采纳情况，事实上，从2015年开始，包括苹果、三星等消费装置知名品牌已陆续推出配备无线充电功能的产品，包括手机、平板及智能手表等，无线充电技术在此领域的渗透率逐渐提高。同样根据IHS数据统计，2016年全球无线充电接收端产品出货超过2亿个，预计到2020年将突破10亿个。

标准混乱是造成过去无线充电技术推广不易的瓶颈之一，所幸情况已有所改善。过去无线充电技术有三大标准组织，分别为A4WP、WPC的Qi标准及PMA，标准歧异的最直接影响就是兼容性问题，而A4WP和PMA于2015年合并为AirFuel联盟，降低了标准混乱的程度。

WPC势力扩张  苹果加入如虎添翼

WPC是目前最大的无线充电联盟，会员数量超过200家，其中有诺基亚、HTC、LG、Sony、三星、高通等，该联盟在2010年公布的Qi规格是目前应用范围最广的无线充电标准，支持的产品超过1,300余种，而苹果新近的加入，对联盟而言更是如虎添翼。

在日前于大陆深圳举行的「WPC无线充电联盟国际会议」上，该联盟主席Menno Treffers表示，苹果的确已加入WPC，这对于WPC是最好的认可。一般认为苹果新时代手机将采用玻璃机壳，为的就是要导入无线充电技术，因为金属机壳整合无线充电技术虽然可行，然而金属合金在充电时可能会影响无线频率容限(wireless frequency tolerances)的传输速度。

整体而言，无线充电技术可概分为四大种类，分别为磁感应、磁共振、电场耦合和微波无线传输等，而磁感应(Magnetic Induction)和磁共振(Magnetic Resonance)为当中的主流技术。

磁感应和磁共振这两种技术各有优缺点，磁感应的成本较为低廉，然而充电距离短，且充电板需与装置精准对位才能发挥效用；至于磁共振的传输功率较高，应用距离也较远，在设计上容易做到多装置同时充电，但也存在着转换效率以及电磁波对人体安全的疑虑。

WPC一开始推出的Qi规格是以磁感应技术为主，然而新推出的Qi 1.2标准除了加入对多装置充电的支持外，也纳入磁共振技术，如此将能使无线充电不受限制，随意摆放就能进行充电，同时提供更快的充电效率，充电也会更安全。

WPC发布的新Qi无线充电规范，已将无线充电功率从5W提高至15W，充电效率可达90%，且仅需30分钟就能为手机充满60%电力。在过去，由于充电功率太低，因此无线充电速度难以匹敌有线的快速充电，WPC的新无线充电规范解决了这个问题，更有利于拉抬无线充电技术的市场渗透率。

电动车采用无线充电  兼顾安全及便利性

除了着眼消费性电子装置外，电动车也是另一个无线充电的潜在市场。基本上，采用无线充电技术，则电动车不需以电线连接，仅需靠近无线充电设备就能充电，且由于没有通电接点的设计，就可避免就能避免触电危险，相较于充电枪，无线充电兼具便利性和安全性，因为有这样的优点，无线充电在电动车的应用备受期待。

根据Frost & Sullivan调查报告，2014年至2020年间，全球电动车的无线充电市场规模每年成长率为126%，预估未来5？7年销售量将在达35万套以上(3？3.8kW占比约71.2%)，市场规模将激增至17.5亿美元。无线充电的导入被视为可有效拉高大众对电动车的接受度。

Qualcomm、WiTricity是电动车无线充电领域的两大要角。衍生自麻省理工学院(MIT)无线充电研究团队的WiTricity公司，主要采用磁共振式无线充电系统，已吸引包括Toyota、Audi、Delphi、Mitsubishi、Honda在内的知名车厂与其合作。

高通(Qualcomm)则在2012年与法国雷诺公司签署纯电动车无线充电技术开发备忘录，当时是采用电磁感应方式。之后，高通则是采用磁共振感应技术，此种充电系统包括地面上的高频发射板及车上的接收板，当电动车停在发射板上，两者不需直接接触，就能将高频交流电转换成直流电为汽车充电。

高通并为Formula E锦标赛的官方安全车提供Qualcomm Halo无线充电支持。此外，特斯拉的平价电动车Model S则是采用Evatran所开发的PluglessPower系统做为无线充电方案。

打破无线充电限制 创新技术现身

无线充电市场正在起飞，除上述能见度较高的技术外，事实上仍有许多业者正在开发创新的无线充电技术，例如Sony的无线充电技术专利是让使用者透过天线寻找附近能够提供电力的装置，并让两款装置透过无线方式来分享电力。

英国布里斯托大学研究团队所开发的PowerShake技术也是基于此种「出外靠朋友」的概念，让使用者可以利用别人的装置充电，此技术符合无线传输安全规范，可传输3.1瓦电力。

此外，华盛顿大学也已研发出全新的PassiveWi-Fi技术，可以通过反向Wi-Fi技术实现高效无线充电，该技术已开始进行商业化应用尝试，此技术的无线充电距离可达到8.5？10米。

近来在无线充电领域中备受瞩目的另一消息，则是迪士尼宣布无线充电解决方案。该公司日前在其位于美国宾州匹兹堡的「迪士尼研究中心(Disney Research)」，盛大展示了该公司建置的无线供电房间。迪士尼研究院开发的无线充电技术是基于准静电腔体共振(Quasistatic Cavity Resonance；QSCR)原理。

QSCR技术是在特定的家居结构，如橱柜、房间、仓库间形成一个准静电磁场(Quasistatic Magnetic Fields)，并在整个空间范围内提供安全的千瓦级电力供应。根据迪士尼研究院的实验结果报告，在一间54平方米的QSCR房间内，此技术能以40？95%的传输效率为其中任意位置的小型线圈接收器提供电力，且在确保安全和全覆盖的前提下，其传输功率最高能达到1,900瓦。

简而言之，迪士尼的此项技术就是让电力像无线数据传输一样分布在空间范围内，实现无缝供应电力，此技术的成功能彻底解除无线充电的空间位置限制，且充电对象不限于手机、平板等移动设备，而是扩及几乎所有室内电器。

当然，不能忽视的还有Energous公司的线上离无线充电技术WattUp，此技术的无线充电有效距离可以达到5米，正是该技术最吸引人之处。无线充电技术不断推陈出新，显示技术逐渐迈向成熟，不禁让人期待丢掉各项电子装置及电器充电线的那天到来。