Индуктивная зарядка - Inductive charging

«Беспроводная зарядка» перенаправляется сюда. Для беспроводной зарядки от солнечных батарей см. Солнечная батарея. Для другой передачи мощности см. проводящая беспроводная зарядка.
Модель автомобиля с беспроводным питанием в Гранд Макет Россия музей.
Первичная катушка зарядного устройства индуцирует ток во вторичной катушке заряжаемого устройства.
Подставка для беспроводной зарядки, используемая для зарядки устройств стандарта Qi.

Индуктивная зарядка (также известен как беспроводная зарядка или же беспроводная зарядка) является разновидностью беспроводная передача энергии. Оно использует электромагнитная индукция для электроснабжения портативных устройств. Самым распространенным приложением является Стандарт беспроводной зарядки Qi для смартфонов, умных часов и планшетов. Индуктивная зарядка также используется в транспортных средствах, электроинструментах, электрических зубных щетках и медицинских устройствах. Переносное оборудование можно разместить рядом с зарядная станция или индуктивной площадки без необходимости точного выравнивания или электрического контакта с док-станцией или вилкой.

Энергия передается через индуктивная связь. An переменный ток проходит через индукционная катушка в зарядной станции или колодке (первичной катушке или катушке передачи). Любой движущийся электрический заряд создает магнитное поле, как указано в Закон Эрстеда. Магнитное поле колеблется по силе, так как переменный ток постоянно меняет амплитуду. Изменяющееся магнитное поле создает электродвижущая сила иначе известный как Закон индукции Фарадея. Это создает переменный электрический ток во второй индукционной катушке (приемной или вторичной катушке) портативного устройства. Затем он преобразуется в постоянный ток с выпрямитель и использовался для зарядки аккумулятор или предоставить рабочую мощность.[1][2]

Больших расстояний между катушками передатчика и приемника можно достичь, если в индуктивной системе зарядки используется резонансная индуктивная связь, где конденсатор добавляется к каждой индукционной катушке для создания двух LC-схемы с определенной резонансной частотой. Частота переменного тока согласована с резонансной частотой, а частота выбирается в зависимости от расстояния, необходимого для максимальной эффективности.[1] Недавние усовершенствования этой резонансной системы включают использование подвижной передающей катушки (т. Е. Установленной на подъемной платформе или рычаге) и использование других материалов для приемной катушки, таких как Серебряное покрытие медь или иногда алюминий уменьшить вес и уменьшить сопротивление из-за скин эффект.

История

Индукционная передача энергии была впервые использована в 1894 году, когда М. Хутин и М. Ле-Блан предложили устройство и способ питания электромобиля.[3] Однако двигатели внутреннего сгорания оказались более популярными, и об этой технологии на время забыли.[2]

В 1972 году профессор Дон Отто из Оклендского университета предложил транспортное средство с индукционным приводом с использованием передатчиков на дороге и приемника на транспортном средстве.[2] В 1977 году Джон Э. Тромбли получил патент на «Зарядное устройство с электромагнитной связью». В патенте описывается приложение для зарядки аккумуляторов налобных фонарей для шахтеров (US 4031449). Первое применение индуктивной зарядки, использованное в Соединенных Штатах, было выполнено J.G. Болджер, Ф.А. Кирстен и С. Нг в 1978 году. Они создали электромобиль, работающий от системы с частотой 180 Гц и мощностью 20 кВт.[2] В Калифорнии в 1980-х годах был произведен автобус, который питался от индуктивной зарядки, и примерно в это время аналогичные работы проводились во Франции и Германии.[2]

В 2006 году MIT начал использовать[требуется разъяснение ] резонансная связь. Они могли передавать большое количество энергии без излучения на несколько метров. Это оказалось лучше для коммерческих нужд и стало важным шагом на пути к индуктивной зарядке.[2]

Консорциум Wireless Power Consortium (WPC) был основан в 2008 году, а в 2010 году они создали Стандарт ци. В 2012 году были основаны Alliance for Wireless Power (A4WP) и Power Matter Alliance (PMA). Япония учредила Форум по широкополосной беспроводной связи (BWF) в 2009 году, а в 2013 году они учредили Консорциум беспроводной энергии для практических приложений (WiPoT). Консорциум по сбору энергии (EHC) также был основан в Японии в 2010 году. Корея учредила Корейский форум по беспроводной энергетике ( KWPF) в 2011 году.[2] Целью этих организаций является создание стандартов индуктивной зарядки. В 2018 году стандарт Qi Wireless был принят для использования в военной технике в Северной Корее, России и Германии.

Области применения

Применения индуктивной зарядки можно разделить на две большие категории: малой и высокой мощности:

  • Приложения с низким энергопотреблением обычно поддерживают небольшие бытовые электронные устройства, такие как сотовые телефоны, карманные устройства, некоторые компьютеры и аналогичные устройства, которые обычно заряжаются при уровне мощности ниже 100 Вт.
  • Индуктивная зарядка высокой мощности обычно относится к индуктивной зарядке батарей при уровнях мощности выше 1 киловатта. Самая известная область применения индуктивной зарядки большой мощности - поддержка электромобилей, где индукционная зарядка обеспечивает автоматизированную и беспроводную альтернативу зарядке от розетки. Уровни мощности этих устройств могут варьироваться от примерно 1 киловатта до 300 киловатт или выше. Во всех мощных индуктивных системах зарядки используются резонансные первичная и вторичная обмотки.

Преимущества

  • Защищенные соединения - Нет коррозия когда электроника закрыта, вдали от воды или кислорода в атмосфере. Меньший риск электрических неисправностей, таких как короткое замыкание из-за нарушения изоляции, особенно при частом подключении или обрыве.[4]
  • Низкий риск заражения - для встроенных медицинских устройств передача энергии через магнитное поле, проходящее через кожу, позволяет избежать рисков инфицирования, связанных с проникновением проводов в кожу.[5]
  • Долговечность - Отсутствие необходимости постоянно подключать и отключать устройство, значительно меньше изнашивается розетка устройства и соединительный кабель.[4]
  • Повышенное удобство и эстетическое качество - Кабели не нужны.
  • Автоматическая индукционная зарядка электромобилей высокой мощности позволяет проводить более частые заряды и, как следствие, увеличивать запас хода.
  • Индуктивные системы зарядки могут работать автоматически, независимо от того, кто их подключает и отключает. В результате повышается надежность.
  • Автоматическая индукционная зарядка решает эту проблему, теоретически позволяя автомобилю работать бесконечно долго.[6]
  • Индуктивная зарядка электромобилей на высоких уровнях мощности позволяет заряжать электромобили во время движения (также известная как динамическая зарядка).

Недостатки

Для устройств индукционной зарядки малой мощности (т.е. менее 100 Вт) были отмечены следующие недостатки. Эти недостатки могут быть неприменимы к системам индукционной зарядки электромобилей большой мощности (т.е. более 5 киловатт).

  • Более медленная зарядка - из-за более низкой эффективности зарядка устройствам требуется на 15 процентов дольше, если подаваемая мощность одинакова.[7]
  • Более дорогой - для индуктивной зарядки также требуются электроника привода и катушки как в устройстве, так и в зарядном устройстве, что увеличивает сложность и стоимость производства.[8][9]
  • Неудобство - когда мобильное устройство подключено к кабелю, его можно перемещать (хотя и в ограниченном диапазоне) и использовать во время зарядки. В большинстве реализаций индуктивной зарядки мобильное устройство необходимо оставить на подставке для зарядки, поэтому его нельзя перемещать или легко управлять во время зарядки. Согласно некоторым стандартам зарядка может поддерживаться на расстоянии, но только в том случае, если между передатчиком и приемником ничего нет.[4]
  • Совместимые стандарты - не все устройства совместимы с различными индуктивными зарядными устройствами. Однако некоторые устройства начали поддерживать несколько стандартов.[10]
  • Неэффективность - Индукционная зарядка не так эффективна, как прямая зарядка, что приводит к большему выделению тепла по сравнению с обычной зарядкой. Продолжительное воздействие тепла может привести к повреждению аккумулятора.[11] Анализ энергопотребления показал, что при зарядке Pixel 4 от 0 до 100 процентов по классическому кабелю требуется 14,26 Втч (ватт-часы ), а с беспроводным зарядным устройством - 21,01 Втч, что на 47% больше. Для одного телефона и одного зарядного устройства это очень небольшое количество энергии, но в больших масштабах это может создать серьезные проблемы; Если бы все 3,5 миллиарда работающих смартфонов потребляли на 50 процентов больше энергии для зарядки, последствия были бы огромными. По оценкам, для полной зарядки 3,5 миллиардов долларов требуется эквивалент 73 угольных электростанций мощностью 50 МВт, работающих в день. смартфоны, поэтому рост популярности беспроводной зарядки при отсутствии серьезного повышения эффективности - не лучший компромисс в пользу невероятно мягкого удобства.[12]

Новые подходы снижают потери при передаче за счет использования ультратонких катушек, более высоких частот и оптимизированной приводной электроники. Это приводит к созданию более эффективных и компактных зарядных устройств и приемников, упрощающих их интеграцию в мобильные устройства или аккумуляторы с минимальными изменениями.[13][14] Эти технологии обеспечивают время зарядки, сопоставимое с проводными подходами, и они быстро находят применение в мобильных устройствах.

Например, Магне Заряд В системе подзарядки транспортного средства используется высокочастотная индукция для обеспечения высокой мощности при КПД 86% (передача мощности 6,6 кВт при потребляемой мощности 7,68 кВт).[15]

Стандарты

Станция беспроводной зарядки
Деталь беспроводного индуктивного зарядного устройства

Стандарты относятся к различным операционным системам, с которыми совместимы устройства. Существует два основных стандарта: Qi и PMA.[10] Эти два стандарта работают очень похоже, но используют разные частоты передачи и протоколы подключения.[10] Из-за этого устройства, совместимые с одним стандартом, не обязательно совместимы с другим стандартом. Однако есть устройства, совместимые с обоими стандартами.

  • Магне Заряд, в значительной степени устаревшая система индукционной зарядки, также известная как J1773, используемая для зарядки аккумуляторных электромобилей (BEV), ранее производимая General Motors.
  • Возникающие SAE J2954 Стандарт допускает индуктивную зарядку автомобиля через площадку, с отдачей мощности до 11 кВт.[16]
  • Ци, стандарт интерфейса, разработанный Консорциум беспроводной энергии для индуктивной передачи электроэнергии. По состоянию на июль 2017 года это самый популярный стандарт в мире, более 200 миллионов устройств поддерживали этот интерфейс.
  • AirFuel Alliance:
    • В январе 2012 г. IEEE объявил о начале Power Matters Alliance (PMA) в рамках Ассоциации стандартов IEEE (IEEE-SA) Industry Connections. Альянс создан для публикации набора стандартов индуктивной мощности, которые являются безопасными и энергоэффективными, а также имеют интеллектуальное управление питанием. PMA также сосредоточится на создании экосистемы индуктивной мощности.[17]
    • Резенс был стандартом интерфейса, разработанным Alliance for Wireless Power (A4WP).
    • A4WP и PMA объединились в AirFuel Alliance в 2015 году.[18]
  • ISO 15118 для связи между автомобилем и сетью (соответствующий стандарт)

В современных смартфонах

Samsung Galaxy Note 10 смартфоны имеют технологию «Wireless PowerShare»

Многие производители смартфонов начали добавлять эту технологию в свои устройства, при этом большинство из них Стандарт беспроводной зарядки Qi. Основные производители, такие как яблоко и Samsung выпускают много моделей своих телефонов в больших объемах с возможностями Qi. Популярность стандарта Qi побудила других производителей принять его в качестве собственного стандарта.[19] Смартфоны стали движущей силой этой технологии, проникающей в дома потребителей, где многие домашние технологии были разработаны для использования этой технологии.

Samsung и другие компании начали изучать идею «поверхностной зарядки», встраивая индуктивную зарядную станцию ​​во всю поверхность, например, на стол или стол.[19] Напротив, Apple и Анкер продвигают платформу для зарядки на базе док-станции. Сюда входят зарядные площадки и диски, занимающие гораздо меньшую площадь. Они предназначены для потребителей, которые хотят иметь зарядные устройства меньшего размера, которые располагались бы в местах общего пользования и вписывались бы в современный интерьер их дома.[19] Благодаря принятию стандарта беспроводной зарядки Qi, любое из этих зарядных устройств будет работать с любым телефоном, если он поддерживает Qi.[19]

Другое развитие обратная беспроводная зарядка, который позволяет мобильному телефону без проводов разряжать собственную батарею в другое устройство.

Примеры

iPhone X заряжается с помощью беспроводного зарядного устройства.
  • Орал-Б перезаряжаемый зубные щетки посредством Компания Браун используют индуктивную зарядку с начала 1990-х годов.
  • На Выставка бытовой электроники (CES) в январе 2007 г., Visteon представила свою систему индуктивной зарядки для использования в автомобиле, которая может заряжать только специально сделанные сотовые телефоны до MP3-плееров с совместимыми приемниками.[20]
  • 28 апреля 2009 г .: На IGN появилась информация об индуктивной зарядной станции Energizer для пульта Wii.[21]
  • На выставке CES в январе 2009 г. Palm, Inc. объявила о своем новом Предварительно Смартфон будет доступен с дополнительным индуктивным зарядным устройством Touchstone. Зарядное устройство поставлялось с необходимой специальной задней панелью, которая стала стандартной для следующей модели Pre Plus, анонсированной на выставке CES 2010. Это также было установлено на более поздних смартфонах Pixi, Pixi Plus и Veer 4G. После запуска в 2011 году злополучный планшет HP Touchpad (после приобретения HP Palm Inc.) имел встроенную катушку Touchstone, которая использовалась в качестве антенны для функции Touch to Share, подобной NFC.[13][22][23]
  • 24 марта 2013 г .: Samsung запустил Galaxy S3, который поддерживает дополнительную дооснащающуюся заднюю крышку, включенную в их отдельный «Комплект для беспроводной зарядки».
  • Nokia объявлено 5 сентября 2012 г., Lumia 920 и Lumia 820, который поддерживает соответственно интегрированную индуктивную зарядку и индуктивную зарядку с задней частью аксессуара.
  • 15 марта 2013 г. Samsung запустил Galaxy S4, который поддерживает индуктивную зарядку с дополнительной задней крышкой.
  • 26 июля 2013 г. Google и ASUS выпустили Nexus 7 2013 Edition со встроенной индуктивной зарядкой.
  • 9 сентября 2014 г. яблоко объявил Apple Watch (выпущен 24 апреля 2015 г.), в котором используется беспроводная индуктивная зарядка.
  • 12 сентября 2017 г. Apple объявила о выпуске AirPower коврик для беспроводной зарядки. Он должен был заряжать iPhone, Apple Watch и AirPods одновременно; однако продукт так и не был выпущен. 12 сентября 2018 года Apple удалила большинство упоминаний AirPower со своего веб-сайта, а 29 марта 2019 года полностью отменила продукт.[24]
  • в2МОЩНОСТЬ, бельгийский новатор в области технологий представил в 2017 году семейство систем беспроводной зарядки «plug & play» мощностью от 1,1 до 16 кВт (комбинируемых до 48 кВт), основанных на индукции высокой плотности для AGV, дронов, медицинских (чистые помещения) и морских приложений. Эта система заряжает аккумуляторы (независимо от типа) от 30 до 750 А с эффективностью минимум 95%. К концу 2019 года в AGV интегрировано более 1500 единиц.
  • В 2018 году немецкая компания Wiferion представила систему беспроводной зарядки мощностью 3 кВт для промышленного применения, например, для зарядки AGV. Система утверждает, что она имеет лучший КПД в классе с общим КПД передачи> 92%.
Qi устройства
  • Nokia выпустила два смартфона ( Lumia 820 и Lumia 920 ) 5 сентября 2012 года с индуктивной зарядкой Qi.[25]
  • Google и LG запустил Nexus 4 в октябре 2012 года, который поддерживает индуктивную зарядку по стандарту Qi.
  • Motorola Mobility запустил свой Дроид 3 и Дроид 4, оба опционально поддерживают стандарт Qi.
  • 21 ноября 2012 г. HTC запустил ДНК дроидов, который также поддерживает стандарт Qi.
  • 31 октября 2013 г. Google и LG запустили Нексус 5, который поддерживает индуктивную зарядку Qi.
  • 14 апреля 2014 г. компания Samsung запустила Galaxy S5 который поддерживает беспроводную зарядку Qi либо с беспроводной зарядкой, либо с приемником.
  • 20 ноября 2015 г. Microsoft запустила Lumia 950 XL и Lumia 950 которые поддерживают зарядку по стандарту Qi.
  • 22 февраля 2016 года Samsung анонсировала свой новый флагман. Galaxy S7 и S7 Edge, которые используют интерфейс, почти такой же, как Qi. В Samsung Галактика S8 и Samsung Galaxy Note 8 выпущенный в 2017 году, также оснащен технологией беспроводной зарядки Qi.
  • 12 сентября 2017 г. яблоко объявил, что iPhone 8 и iPhone X будет иметь беспроводную зарядку стандарта Qi.
Мебель
  • Икеа имеет серию мебели для беспроводной зарядки, которая поддерживает стандарт Qi.
Двойной стандарт
  • 3 марта 2015: Samsung анонсировала свой новый флагман. Galaxy S6 и S6 Edge с беспроводной индуктивной зарядкой через оба Ци и PMA совместимые зарядные устройства. Все телефоны в линейках Samsung Galaxy S и Note после S6 поддерживают беспроводную зарядку.
  • 6 ноября 2015 г. Ежевика выпустила свой новый флагман BlackBerry Priv, первый телефон BlackBerry с поддержкой беспроводной индуктивной зарядки через оба Ци и PMA совместимые зарядные устройства.

Исследования и другие

  • Чрескожный перенос энергии (TET) системы в искусственные сердца и другие устройства, имплантированные хирургическим путем.
  • В 2006 г. исследователи Массачусетский Институт Технологий сообщили, что они обнаружили эффективный способ передачи энергии между катушками, расположенными на расстоянии нескольких метров. Команда во главе с Марин Солячич, предположили, что они могут увеличить расстояние между катушками, добавив к уравнению резонанс. Проект индуктивной мощности Массачусетского технологического института, названный WiTricity, использует изогнутую катушку и емкостные пластины.[26][27]
  • 2012 г. - Русский частный музей. Гранд Макет Россия открылась с индуктивной зарядкой на своих моделях автомобилей.
  • По состоянию на 2017 год Disney Research разрабатывает и исследует индуктивную зарядку в комнатном масштабе для нескольких устройств.

Транспорт

Электрические транспортные средства

Основные статьи: Аккумуляторный электромобиль, Электромобиль, Электромобиль, и Беспроводная передача энергии
Электромобиль с беспроводной парковкой крупным планом, 2011 г. Токийское моторшоу.
Зарядная подставка для автобусов 200 кВт, 2020 г. Бомбардье Транспорт.
  • Hughes Electronics разработал Магне Заряд интерфейс для Дженерал Моторс. В General Motors EV1 электромобиль заряжался, вставляя индуктивную зарядную лопатку в розетку на автомобиле. General Motors и Toyota согласились с этим интерфейсом, и он также использовался в Chevrolet S-10 EV и Toyota RAV4 EV транспортных средств.
  • Сентябрь 2015 г. AUDI Wireless Charging (AWC) представила индуктивное зарядное устройство мощностью 3,6 кВт [28] во время 66-го Международного автосалона (IAA) 2015.
  • 17 сентября 2015 г. Бомбардье-Транспорт PRIMOVE представила Зарядное устройство для автомобилей мощностью 3,6 кВт,[29] который был разработан на сайте в Мангейме, Германия.[30]
  • Транспорт для Лондона представила индуктивную зарядку в испытании двухэтажных автобусов в Лондоне.[31]
  • Магне Заряд индуктивная зарядка использовалась несколькими типами электрические транспортные средства около 1998 г., но производство было прекращено[32] после Калифорнийский совет по воздушным ресурсам выбрал SAE J1772 -2001, или "Avcon ", проводящий интерфейс зарядки[33] для электромобилей в Калифорнии в июне 2001 г.[34]
  • В 1997 году Conductix Wampler начал с беспроводной зарядки в Германии. В 2002 году в Турине начали работать 20 автобусов с зарядкой 60 кВт. В 2013 году технологию IPT приобрела Proov. В 2008 году технология уже использовалась в доме будущего в Берлине с Mercedes A Class. Позже Эватран также начал разработку Бесконтактное питание, индуктивная система зарядки, которую он утверждает, является первой в мире бесконтактной бесконтактной системой зарядки без использования рук для Электрические транспортные средства.[35] При участии местного муниципалитета и нескольких предприятий полевые испытания были начаты в марте 2010 года. Первая система была продана Google в 2011 году для использования сотрудниками в кампусе Маунтин-Вью.[36]
  • Evatran начал продавать беспроводную зарядную систему Plugless L2 в 2014 году.[37]
  • Январь 2019: Volvo Group Дочерняя компания Volvo Group Venture Capital объявила об инвестициях в американскую компанию Momentum Dynamics, специализирующуюся на беспроводной зарядке.[38]
  • BRUSA Elektronik AG, специализированный поставщик и компания-разработчик электромобилей, предлагает модуль беспроводной зарядки ICS мощностью 3,7 кВт.[39]
  • В рамках партнерства между Cabonline, Jaguar, Momentum Dynamics и Fortam Recharge запускается парк такси с беспроводной зарядкой в ​​Осло, Норвегия. Флот состоит из 25 Ягуар Ай-Пейс Внедорожники оснащены индуктивными зарядными площадками мощностью 50-75 кВт. Подушечки используют резонансная индуктивная связь работает на частоте 85 Гц для повышения эффективности и дальности беспроводной зарядки.[40]

Исследования и другие

Стационарный

В одной индукционной системе зарядки одна обмотка прикреплена к днищу автомобиля, а другая остается на полу гаража.[41] Основное преимущество индуктивного подхода к зарядке транспортных средств состоит в том, что нет возможности поражение электрическим током, так как нет открытых проводников, хотя блокировки, специальные разъемы и УЗО (прерыватели замыкания на землю или GFI) могут сделать проводящую связь почти такой же безопасной. Сторонник индуктивной зарядки от Toyota утверждал в 1998 году, что общая разница в стоимости была минимальной, в то время как сторонник проводящей зарядки от Ford утверждал, что проводящая зарядка была более рентабельной.[42]

С 2010 г. производители автомобилей сигнализирует об интересе к беспроводной зарядке как к еще одной составляющей цифрового кабина. Группа была создана в мае 2010 г. Ассоциация бытовой электроники установить базовый уровень совместимости зарядных устройств. По одной из первых дорожек, руководитель General Motors возглавляет группу по разработке стандартов. Менеджеры Toyota и Ford заявили, что они также заинтересованы в технологиях и стандартах.[43]

Однако глава Daimler по мобильности будущего профессор Герберт Колер выразил осторожность и сказал, что до индукционной зарядки для электромобилей осталось не менее 15 лет (с 2011 года), а аспекты безопасности индуктивной зарядки для электромобилей еще предстоит изучить более подробно. Например, что произойдет, если в автомобиле окажется кто-то с кардиостимулятором? Еще один недостаток заключается в том, что технология требует точного совмещения индуктивного датчика и зарядного устройства.[44]

В ноябре 2011 г. Мэр Лондона, Борис Джонсон, и Qualcomm объявила об испытании 13 точек беспроводной зарядки и 50 электромобилей в Shoreditch зона Лондон с Tech City, который будет выпущен в начале 2012 года.[45][46] В октябре 2014 г. Университет Юты в Солт-Лейк-Сити, Юта добавила в свой парк общественного транспорта электрический автобус, который использует индукционную пластину в конце маршрута для подзарядки.[47] UTA Региональное агентство общественного транспорта планирует ввести аналогичные автобусы в 2018 году.[48] В ноябре 2012 года была введена беспроводная зарядка с 3 автобусами в Утрехт, Нидерланды. В январе 2015 года в Милтон-Кейнс, Англия, были представлены восемь электрических автобусов, которые используют индуктивную зарядку в дороге с технологией proov / ipt в обоих концах поездки, чтобы продлить ночные зарядки.[49] Позже последовали автобусные маршруты в Бристоль, Лондон и Мадрид.

Динамический

Исследователи из Корейский передовой институт науки и технологий (KAIST) разработали систему электротранспорта (называемую Интернет-электромобиль, OLEV), когда транспортные средства получают питание от кабелей, проложенных под поверхностью дороги, посредством бесконтактной магнитной зарядки (где источник питания размещается под поверхностью дороги, а мощность передается по беспроводной связи на самом транспортном средстве). В качестве возможного решения проблемы заторов на дорогах и повышения общей эффективности за счет минимизации сопротивления воздуха и, таким образом, снижения энергопотребления, испытательные автомобили следовали по силовой трассе в конвой формирование. В июле 2009 года исследователи успешно подавали на автобус до 60% мощности на расстоянии 12 сантиметров (4,7 дюйма).[50] Усилия по коммерциализации технологии не увенчались успехом из-за высокой стоимости.[51]

Медицинские последствия

Беспроводная зарядка оказывает влияние на медицинский сектор, поскольку позволяет заряжать имплантаты и датчики, расположенные под кожей, на длительный срок. Исследователи смогли напечатать беспроводной передающая антенна на гибких материалах, которую можно помещать под кожу пациента.[52] Это может означать, что подкожные устройства, которые могут контролировать состояние пациента, могут иметь более длительный срок службы и обеспечивать длительные периоды наблюдения или мониторинга, что может привести к более точному диагнозу со стороны врачей. Эти устройства также могут облегчить пациенту зарядные устройства, такие как кардиостимуляторы, вместо того, чтобы открытая часть устройства проталкивалась через кожу, чтобы обеспечить проводную зарядку. Эта технология позволит полностью имплантировать устройство, что сделает его более безопасным для пациента. Неясно, будет ли эта технология одобрена для использования - необходимы дополнительные исследования безопасности этих устройств.[52] Хотя эти гибкие полимеры более безопасны, чем ребристые наборы диодов, они могут быть более восприимчивыми к разрыву во время установки или удаления из-за хрупкой природы антенны, нанесенной на пластиковый материал. Хотя эти медицинские приложения кажутся очень специфичными, высокая скорость передачи энергии, достигаемая с помощью этих гибких антенн, рассматривается для более широких приложений.[52]

Исследования и разработки для автомобилей

В настоящее время ведутся работы и эксперименты по разработке этой технологии для применения в электромобилях. Это может быть реализовано с использованием заранее определенного пути или проводников, которые будут передавать мощность через воздушный зазор и заряжать автомобиль по заранее определенному пути, например, по полосе беспроводной зарядки.[53] Транспортные средства, которые могут воспользоваться преимуществами этого типа беспроводной зарядки для увеличения дальности действия своих бортовых аккумуляторов, уже находятся в пути.[53] Некоторые из проблем, которые в настоящее время препятствуют широкому распространению этих полос, - это начальные затраты, связанные с установкой этого инфраструктура это принесет пользу лишь небольшому проценту транспортных средств, находящихся в настоящее время на дорогах. Еще одна сложность - это отслеживание мощности, потребляемой каждым транспортным средством с полосы движения. Не имея коммерческого способа монетизировать эту технологию, многие города уже отказались от планов включить эти полосы в свои пакеты расходов на общественные работы.[53] Однако это не означает, что автомобили не могут использовать масштабную беспроводную зарядку. Первые коммерческие шаги уже делаются с беспроводными ковриками, которые позволяют заряжать электромобили без проводного подключения, припарковав их на зарядном коврике.[53] Эти крупномасштабные проекты сопряжены с некоторыми проблемами, в том числе с выделением большого количества тепла между двумя поверхностями зарядки и могут вызвать проблемы с безопасностью.[52] В настоящее время компании разрабатывают новые методы рассеивания тепла, с помощью которых они могут бороться с этим избыточным теплом. Эти компании включают в себя большинство крупных производителей электромобилей, таких как Тесла, Toyota, и BMW.[54]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Беспроводная зарядка: состояние разобщенности
  2. ^ а б c d е ж грамм Трефферс, Менно (2015). «История, текущее состояние и будущее консорциума Wireless Power и спецификации интерфейса Qi». Журнал IEEE Circuits and Systems Magazine. Vol. 15 нет. 2. С. 28–31. Дои:10.1109 / mcas.2015.2418973.
  3. ^ US527857A, Морис Хютен и Морис Леблан, "ТРАНСФОРМАТОРНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ", опубликовано 1894-10-23. 
  4. ^ а б c Маджаров, Николай Д .; Немков, Валентин С. (январь 2017 г.). «Технологические индукционные системы передачи энергии». Журнал электротехники. Журнал Словацкого технологического университета. 68 (3): 235–244. Bibcode:2017JEE .... 68..235M. Дои:10.1515 / jee-2017-0035.
  5. ^ «Беспроводное питание для медицинских устройств». MDDI Online, 7 августа 2017 г., www.mddionline.com/wireless-power-medical-devices.
  6. ^ Кондлифф, Джейми. "Вам действительно нужна беспроводная зарядка дорог?". Обзор технологий MIT. Получено 2018-10-04.
  7. ^ «Беспроводная зарядка уже здесь. Так для чего она нужна?». Получено 2018-10-04.
  8. ^ «Как может электрическая зубная щетка заряжать свои батареи, если между зубной щеткой и основанием нет металлических контактов?». Как это работает. Blucora. В архиве с оригинала 17 августа 2007 г.. Получено 23 августа, 2007.
  9. ^ США 6972543  «Последовательная резонансная индуктивная цепь зарядки»
  10. ^ а б c «Технология беспроводной зарядки: что вам нужно знать». Android Authority. 16 января 2017.
  11. ^ «Обзор: радости беспроводных зарядных устройств для смартфонов». Financial Times, http://www.ft.com/content/871843e8-aa78-11e7-93c5-648314d2c72c.
  12. ^ Рэйвенскрафт, Эрик (2020-07-05). «Беспроводная зарядка - это ждущая катастрофа». onezero. https://onezero.medium.com. Получено 2020-08-27. Внешняя ссылка в | publisher = (помощь)
  13. ^ а б Пог, Дэвид (2009-06-03). «Еще одна предварительная инновация: подставка для зарядки Touchstone». Нью-Йорк Таймс. Компания New York Times. В архиве из оригинала от 30.09.2011. Получено 2009-10-15.
  14. ^ Ёмогита, Хироки (13 ноября 2008 г.). «Система бесконтактной зарядки одновременно заряжает несколько мобильных устройств». Nikkey Technology. В архиве с оригинала от 5 декабря 2008 г.
  15. ^ Руководство пользователя индуктивного зарядного устройства WM7200 (PDF). GM Advanced Technology Vehicles, Торранс, Калифорния, 90509-2923, 1-800-482-6644. 1998. стр. 15. Получено 2009-10-15.
  16. ^ «Беспроводная передача энергии для легковых автомобилей / электромобилей и методика регулировки». SAE International. 23 апреля 2019.
  17. ^ «Мировые лидеры отрасли стремятся превратить власть в 21 веке как интеллектуальную и беспроводную с формированием альянса Power Matters Alliance». Отдел новостей IEEE. 2012-01-09. В архиве из оригинала 13.07.2013.
  18. ^ «Бывшие соперники по беспроводной зарядке объединяются в новый альянс AirFuel». airfuel.org. 2015-11-03.
  19. ^ а б c d Аллевен, М. (2017). «Apple поддерживает индустрию беспроводной зарядки членством в WPC». FierceWirelessTech. ProQuest  1880513128.
  20. ^ «Visteon представит на выставке CES беспроводное зарядное устройство для вашего автомобиля». mobilemag.com. 2007-01-03. В архиве из оригинала от 06.06.2013.
  21. ^ «Индукционное зарядное устройство Energizer для Wii, превью». IGN.com. 2009-04-28. В архиве из оригинала от 02.05.2009.
  22. ^ Миллер, Пол (2008-01-08). "Беспроводное зарядное устройство Palm Pre, Touchstone". Engadget. В архиве из оригинала от 12.09.2017.
  23. ^ Моки, Ник (25 февраля 2010 г.). «Обзор Palm Pre Plus». Цифровые тенденции. В архиве из оригинала 24 марта 2010 г.. Получено 2010-03-09.
  24. ^ «Apple отменяет продукт AirPower, ссылаясь на неспособность соответствовать высоким стандартам для оборудования». TechCrunch. Получено 2019-03-29.
  25. ^ О'Брайен, Терренс (5 сентября 2012 г.). «Nokia выпускает смартфоны с беспроводной зарядкой Qi и зарядной док-станцией Pillow»'". Engadget. В архиве из оригинала 7 сентября 2012 г.. Получено 2012-09-05.
  26. ^ Хэдли, Франклин (2007-06-07). «Прощай, провода…». Новости MIT. Массачусетский Институт Технологий. В архиве из оригинала от 03.09.2007. Получено 2007-08-23. Команда Массачусетского технологического института экспериментально демонстрирует индуктивную передачу энергии, потенциально полезную для питания ноутбуков и сотовых телефонов без шнуров.
  27. ^ Кастельвекки, Давиде (15 ноября 2006 г.). «Беспроводная энергия может питать электронику: мертвый сотовый телефон вдохновил на инновационные исследования» (PDF). TechTalk. Массачусетский Институт Технологий. 51 (9). В архиве (PDF) из оригинала 2007-03-02. Получено 2007-08-23.
  28. ^ AUDI (17 сентября 2015 г.). «Быстрая зарядка и беспроводная зарядка Audi». AUDI. В архиве из оригинала на 2016-04-05. Получено 2015-09-17.
  29. ^ Bombardier Mannheim (17 сентября 2015 г.). «Эксперты, убежденные в решении PRIMOVE для автомобилей». Бомбардье. Архивировано из оригинал на 2016-04-05. Получено 2015-09-17.
  30. ^ Сибилла Маас-Мюллер (12 марта 2015 г.). "ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ О САЙТЕ Мангейм, Германия" (PDF). Бомбардье. Архивировано из оригинал (PDF) на 2016-04-05. Получено 2015-03-12.
  31. ^ «Объявлено об испытании новой технологии зарядки гибридных автобусов». Транспорт для Лондона. В архиве с оригинала 24 августа 2016 г.. Получено 2 декабря 2016.
  32. ^ "Домашняя страница клуба EV1". EV1 Club. В архиве из оригинала от 03.06.2008. Получено 2007-08-23. GM отказывается от индукционной зарядки: письмо от General Motors Advanced Technology Vehicles (письмо от 15 марта 2002 г.)
  33. ^ "Нормативно-правовая база: 26.06.2001 Обновленный информационный дайджест Инфраструктура и стандартизация ZEV" (PDF). название 13, Свод правил Калифорнии. Калифорнийский совет по воздушным ресурсам. 2002-05-13. В архиве (PDF) из оригинала от 15.06.2010. Получено 2010-05-23. Стандартизация систем зарядки
  34. ^ "ARB изменяет правило ZEV: стандартизирует зарядные устройства и устраняет слияния автопроизводителей" (Пресс-релиз). Калифорнийский совет по воздушным ресурсам. 2001-06-28. Архивировано из оригинал на 2010-06-16. Получено 2010-05-23. АРБ одобрил предложение персонала об отборе проводящая зарядка система, используемая Ford, Honda и рядом других производителей
  35. ^ Хаббард, Нейт (18 сентября 2009 г.). "Электро (автомобильная) компания". Новости Wytheville. Архивировано из оригинал 11 января 2013 г.. Получено 2009-09-19.
  36. ^ Тибо, Кайл. "Google подключает своих сотрудников к электросети для электромобилей (видео)". TechCrunch.com. Techcrunch. В архиве с оригинала 2 апреля 2015 г.. Получено 6 марта, 2015.
  37. ^ Бак, Питер (6 января 2014 г.). «Evatran начинает поставки своей системы зарядки электромобилей Plugless». Richmond.com. Получено 6 марта, 2015.
  38. ^ Volvo заинтересована в беспроводной зарядке.
  39. ^ "Das Induktivladesystem ICS115 von BRUSA basiert auf einer weltweit einzigartigen FRAME®-Technologie". brusa.biz. Получено 2020-05-28.
  40. ^ «Технология беспроводной зарядки для электромобилей в пути». IEEE Spectrum: Новости технологий, инженерии и науки. Получено 2020-09-29.
  41. ^ Мацуда, Й; Сакамото, H; Сибуя, H; Мурата, S (18 апреля 2006 г.), «Бесконтактная система передачи энергии для системы зарядки электромобилей на основе переработанных продуктов», Журнал прикладной физики, 99 (8): 08R902, Bibcode:2006JAP .... 99hR902M, Дои:10.1063/1.2164408, заархивировано из оригинал 23 февраля 2013 г., получено 2009-04-25
  42. ^ Конкуренция автомобильных компаний в области зарядки электромобилей, The Auto Channel (веб-сайт), 24 ноября 1998 г., в архиве из оригинала 2 июня 2009 г., получено 2009-04-25
  43. ^ Мерритт, Рик (20 октября 2010 г.). «Автопроизводители проявляют интерес к беспроводной зарядке». EE Times. В архиве из оригинала 28 октября 2010 г.
  44. ^ Дэвис, Мэтт (июль 2011 г.). «Критическая миссия». Электрические и гибридные, Vehicle Technology International: 68.
  45. ^ «Лондон продвигается вперед с технологиями беспроводных электромобилей». Источник Лондон, Транспорт для Лондона. 10 ноября 2011 г. Архивировано с оригинал 24 апреля 2012 г.. Получено 2011-11-11.
  46. ^ «Первые испытания беспроводной зарядки электромобилей объявлены в Лондоне». Qualcomm Incorporated. 10 ноября 2011 г.. Получено 2011-11-11.
  47. ^ Нокс, Энни. «Электробус Университета Юты работает от беспроводной зарядки». Salt Lake Tribune. В архиве с оригинала 20 декабря 2016 г.. Получено 17 декабря, 2016.
  48. ^ «UTA объявляет о планах добавить в свой парк первые полностью электрические автобусы». Поездка на UTA. Управление транзита Юты. В архиве из оригинала 20 декабря 2016 г.. Получено 17 декабря 2016.
  49. ^ «Электробусы с беспроводной подзарядкой для Милтон-Кейнса». BBC. 9 января 2015 года. В архиве с оригинала 14 января 2015 г.. Получено 2015-01-08.
  50. ^ Ридден, Пол (20 августа 2009 г.). «Корейское решение для электромобилей». Новый Атлас. В архиве с оригинала от 5 апреля 2017 г.
  51. ^ Квак Ён Су (24 марта 2019 г.). «Кандидат в министр ИКТ обвиняется в растрате денег на исследования». The Korea Times.
  52. ^ а б c d Юн Чжи, Ченг; Джи, Джин; Вэнь Лун, Ли; Цзюнь Фэн, Чен; Бин, Ван; Ронг Чжоу, Гонг (2017). «Линза из метаматериала с неопределенной проницаемостью и конечными размерами для миниатюрной беспроводной системы передачи энергии. AEUE». Международный журнал электроники и коммуникаций. 12: 1777–1782.
  53. ^ а б c d Линь, Чанг-Ю; Цай, Чи-Хунг; Lin, Heng_Tien; Чанг, Ли-Чи; Йе, Юнг-Хуэй; Пей, Зингуэй; Ву, Чун-Чжи (2011). «Высокочастотные выпрямители на полимерных диодах для гибких листов беспроводной передачи энергии». Органическая электроника. 12 (11): 1777–1782. Дои:10.1016 / j.orgel.2011.07.006.
  54. ^ Браун, Марти (2007). Источники энергии и принадлежности Проекты мирового класса. Бостон: Эльзевир. С. 290–300.

внешняя ссылка