宋佳昕　史高峰　李蕾

[摘要]目前，手機(jī)用戶已突破全世界總?cè)丝诘?/3，智能手機(jī)變得越來越大眾化，然而手機(jī)電池電量損耗快和充電需繁多充電線卻給消費(fèi)者們帶來不好的消費(fèi)體驗。文章針對手機(jī)無線充電技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、技術(shù)分析、市場分析等角度出發(fā)，主要分析電磁感應(yīng)無線電技術(shù)優(yōu)勢與缺陷以及這項技術(shù)能給消費(fèi)者帶來的便利和該技術(shù)未來及發(fā)展趨勢。同時預(yù)測未來將會在公共場合出現(xiàn)和普及無線充電技術(shù)，很大程度地解決手機(jī)戶外充電需求，使所有“缺電”用戶都能得到方便快捷、即充即用、高效便捷的服務(wù)。

[關(guān)鍵詞]手機(jī);無線充電;電磁感應(yīng);市場分析

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2019.25.061

1前言

隨著人們生活品質(zhì)提高和科技的迅速發(fā)展，以智能手機(jī)為代表的電子產(chǎn)品如雨后春筍般地進(jìn)入了千家萬戶，提高了我們生活水平，也為我們的學(xué)習(xí)、工作、生活帶來便利。近幾年來，智能手機(jī)呈現(xiàn)出功能化、多樣化、人性化的發(fā)展，從生活中的日常聯(lián)系到大型商業(yè)活動，手機(jī)將我們生活的各個環(huán)節(jié)填滿，無一遺漏。伴隨著4G網(wǎng)絡(luò)的普及和5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開發(fā)，手機(jī)的功能更加豐富，從之前的短信電話簡單幾項功能的普通手機(jī)到現(xiàn)在的看電影打游戲無所不能的智能手機(jī)。雖然手機(jī)的發(fā)展極大地方便了我們的生產(chǎn)生活，但是因功能多樣化所帶來的電池?fù)p耗量急劇增加，使得大部分人每天要最少充一次電。

從目前的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，電池的制作技術(shù)難有突破的進(jìn)展，全世界平均手機(jī)的CPU升級是每月升級一次，而手機(jī)的電池最大容量10年才能翻上一番，并且有相當(dāng)一部分消費(fèi)者更愿意使用小屏幕手機(jī)，這極大程度上增加了手機(jī)開發(fā)商的開發(fā)難度，除此之外，中國發(fā)達(dá)城市的人均手機(jī)擁有量為兩部（這不包括其他電子產(chǎn)品），并且相當(dāng)一部分人在擁有多款手機(jī)和多種電子產(chǎn)品時，數(shù)據(jù)線更是被隨意亂放和隨意使用。從上述的調(diào)研結(jié)果可以看出，簡單快捷的無線充電技術(shù)是未來發(fā)展趨勢。

2無線充電國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

目前無線充電技術(shù)和專利大部分由國外企業(yè)掌握，整個產(chǎn)業(yè)鏈中，技術(shù)壁壘高、利潤高的芯片部分基本被國外企業(yè)壟斷（約占總利潤的30%），接觸面的磁性材料和感應(yīng)線圈，中外企業(yè)能達(dá)到平分秋色的效果，而利潤最低的模具制造環(huán)節(jié)，主要參與者基本為國內(nèi)廠商，該環(huán)節(jié)的利潤約為5%左右?？傮w來說國內(nèi)的總體研究起步較晚，主要還停留在理論階段和實驗室范圍內(nèi)，沒有相對成熟的產(chǎn)品，也沒用具有一定特點(diǎn)的產(chǎn)品。

3無線充電技術(shù)分析

無線充電技術(shù)有以下三種主要傳輸電能方式：電磁感應(yīng)方式、電磁耦合方式、磁共振方式。目前，在市場上使用最多的就是電磁感應(yīng)技術(shù)的充電方式，其他兩種技術(shù)復(fù)雜，所需研究攻克問題較多，制造成本較高，所以并未大規(guī)模的在市場上進(jìn)行銷售。下面介紹電磁耦合方式，同樣是利用磁場來產(chǎn)生電能，其相比較電磁感應(yīng)技術(shù)來說，電磁耦合方式具有三方面的優(yōu)勢：充電距離較遠(yuǎn)并有一定的自由度、產(chǎn)品體積更小更易貼附桌子或其他公共場合、電池的溫度提高速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電磁感應(yīng)技術(shù)的電池。雖然電磁耦合技術(shù)有以上三個優(yōu)點(diǎn)，但是其也有劣勢;成本高、研究開發(fā)支持者少，不利于在市場上大規(guī)模普及等。最后來分析下磁場共振方式進(jìn)行無線充電，它適合具有超遠(yuǎn)距離較大功率的充電需求的充電產(chǎn)品，其轉(zhuǎn)換效率相比較于電磁感應(yīng)式傳輸方式偏低，并且直至目前，安全與健康問題還未解決。目前三種主要的無線充電方式中，傳輸轉(zhuǎn)換效率最高的，性價比最高的就是電磁感應(yīng)式無線充電方式。

文章將側(cè)重于介紹電磁感應(yīng)式無線充電，其原理是利用電磁感應(yīng)技術(shù)傳輸電能方式，即在空間形成變化的電磁場將發(fā)射端的電能傳輸?shù)浇邮斩说氖謾C(jī)電池上，通過電磁感應(yīng)線圈使磁能轉(zhuǎn)化為電能，在這個過程中要求充電設(shè)備和被充電設(shè)備間必須充滿磁場，從而在磁場和線圈中才能產(chǎn)生電流和電壓，最終實現(xiàn)給手機(jī)充電的目的。雖然手機(jī)與手機(jī)間沒有實際接觸，但是通過磁場將兩個設(shè)備進(jìn)行相連接并轉(zhuǎn)化產(chǎn)生“無形的連接線”達(dá)到充電效果。電磁感應(yīng)充電方式的好處，實現(xiàn)一個充電設(shè)備可以給對應(yīng)多個被充電設(shè)備，并且實現(xiàn)成本很低，安全性相比其他兩種充電技術(shù)高得多。

4無線充電消費(fèi)市場分析

根據(jù)IHS在2015年的統(tǒng)計顯示，無線充電技術(shù)在美國、英國和中國的市場認(rèn)知度為76%，比2014年同期的36%翻了一倍。中國大部分無線充電消費(fèi)在東部地區(qū)，廣東省為搜索和消費(fèi)最頻繁的地區(qū)，消費(fèi)者年齡段50%以上為30～39歲，隨著無線充電技術(shù)便捷性、兼容性等特點(diǎn)日益凸顯，這種新型充電技術(shù)將會越來越受消費(fèi)者關(guān)注，市場購買量一定會有大幅度提高。

未來的無線充電技術(shù)發(fā)展將從三個方面進(jìn)行展開延伸，第一，產(chǎn)品外觀上做到差異化，消費(fèi)者的消費(fèi)需求從被動接受到主動需求，未來的大部分企業(yè)將從產(chǎn)品的外觀著手，將產(chǎn)品融入于消費(fèi)情景中，給予消費(fèi)者直觀的消費(fèi)體驗。第二，未來發(fā)展趨勢支持多臺智能手機(jī)設(shè)備高效率充電。之所以電磁感應(yīng)無線充電技術(shù)能最廣泛地應(yīng)用于市場，是因為其主要特點(diǎn)是電磁感應(yīng)無線充電技術(shù)同時能給多個設(shè)備充電，在未來的咖啡廳、快餐店、KTV等社交場合，這些消費(fèi)場景將會是大多數(shù)消費(fèi)者所能接受的。第三，快充的技術(shù)研究。雖然電磁感應(yīng)技術(shù)是高效率低損耗的電能傳輸方式，但是目前無線充電最多只能達(dá)到9W功率實際運(yùn)行，在這一方面，電磁感應(yīng)充電技術(shù)無疑是緩慢的。

5未來要解決的問題

當(dāng)前無線充電技術(shù)有許多問題還沒能得到很好的解決，主要體現(xiàn)在兩個方面：其一，雖然世界上有了無線充電標(biāo)準(zhǔn)Qi、A4WP、PMA三種，但是這三重標(biāo)準(zhǔn)增加了其產(chǎn)品的不確定性，并且現(xiàn)在開發(fā)使用無線充電技術(shù)的國際和企業(yè)占少數(shù)，很容易出現(xiàn)個別企業(yè)壟斷整個行業(yè)，制定對自己有利自身發(fā)展的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其二，無線充電的傳輸距離以及傳輸效率問題，文中所重點(diǎn)研究的電磁感應(yīng)無線充電技術(shù)因需要產(chǎn)生磁場，由磁場來傳輸電能，雖能節(jié)省成本，保證安全，但是在一定程度上縮短了充電距離，雖然沒有產(chǎn)生物理連接，但是無形的線在束縛著充電手機(jī)，這樣的無線充電會非?！半u肋”。

6結(jié)論

現(xiàn)階段，國內(nèi)外關(guān)于手機(jī)無線充電的技術(shù)還不成熟，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也未能達(dá)到統(tǒng)一。文中指出了三種主流的無線充電技術(shù)。通過實際應(yīng)用和分析選用電磁感應(yīng)技術(shù)，以此實現(xiàn)對手機(jī)進(jìn)行短距離無線充電，并創(chuàng)新的提出無線充電桌的概念，較好地利用了電磁感應(yīng)充電技術(shù)一對多、短時間內(nèi)大部分人學(xué)習(xí)工作場景單一特點(diǎn)。電磁感應(yīng)技術(shù)在現(xiàn)階段家用小型無線充電技術(shù)中較為常用，并且成本較低。雖然使用電磁感應(yīng)技術(shù)給手機(jī)充電，存在充電工作有效距離短，充電時間長、充電效率低等缺陷，但是相信隨著今后新技術(shù)新材料的不斷發(fā)展，手機(jī)無線技術(shù)會有更新更大的突破，從而提高手機(jī)用戶外出或居家使用的便捷性。

參考文獻(xiàn)：

[1]王西平.電磁感應(yīng)技術(shù)在手機(jī)無線充電中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018（19）：112.

[2]賈紅梅.?手機(jī)無線充電系統(tǒng)的研究[D].馬鞍山：安徽工業(yè)大學(xué)，2017.

[3]唐曼玲，包樺楠，何清，等.手機(jī)無線充電技術(shù)綜述[J].電子世界，2018（8）：91.