（原標(biāo)題：無(wú)人機(jī)續(xù)航難問(wèn)題無(wú)線快充是否能解決？）
【中國(guó)安防展覽網(wǎng) 企業(yè)關(guān)注】 不能僅指望著靠充電技術(shù)來(lái)解決續(xù)航問(wèn)題，廠家們也該在電池容量、節(jié)電技術(shù)等方面多下下功夫，幾種因素相輔相成才是行業(yè)真正需要的。續(xù)航一直是掣肘無(wú)人機(jī)應(yīng)用的重要因素，由于電力供應(yīng)往往和電池重量成正比，機(jī)身輕巧和超長(zhǎng)續(xù)航，似乎已經(jīng)成為一對(duì)矛盾的話題。近日，帝國(guó)理工學(xué)院的Samer Aldhaher博士為無(wú)人機(jī)發(fā)明的無(wú)線充電技術(shù)，使無(wú)人機(jī)無(wú)需電池，也能永久飛行。
在Samer Aldhaher的演示中，一臺(tái)沒(méi)有電池的輕型無(wú)人機(jī)在低空盤(pán)旋，由其下方放置的無(wú)線能量發(fā)送裝置提供能量。發(fā)送裝置由PCB（印刷電路板）線圈構(gòu)成，機(jī)身上纏繞著銅帶，且配有D類整流器（class Drectifier）和DC／DC變換器(DC/DCconverter)。為了得到更好的無(wú)線傳輸效果，整套裝置還有一個(gè)13.56MHz逆變器。
這種方式既保證了無(wú)人機(jī)的機(jī)身輕便，且理論上可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的永久運(yùn)行。不過(guò)在該演示中，無(wú)人機(jī)距離無(wú)線能量發(fā)送裝置的高度僅有5英寸（12.7厘米），且橫向運(yùn)動(dòng)幅度也十分有限。雖說(shuō)實(shí)驗(yàn)結(jié)果差強(qiáng)人意，Samer Aldhaher的嘗試對(duì)于無(wú)人機(jī)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)依然是個(gè)好消息。
近兩年，無(wú)線充電技術(shù)快速發(fā)展，現(xiàn)已成為最炙手可熱的技術(shù)之一。手機(jī)、平板、甚至電動(dòng)汽車行業(yè)都有可能因此發(fā)生顛覆性變革。Samer Aldhaher的嘗試可以說(shuō)是對(duì)無(wú)人機(jī)無(wú)線充電的初步探索。那么，作為飽受續(xù)航困擾的產(chǎn)品，無(wú)人機(jī)究竟能否從無(wú)線充電技術(shù)中收益？
無(wú)線充電在手機(jī)和汽車領(lǐng)域前景看好
無(wú)線充電技術(shù)發(fā)展最好的應(yīng)用領(lǐng)域是手機(jī)。三星、諾基亞、索尼等廠商均推出過(guò)支持無(wú)線充電功能的系列產(chǎn)品。例如，GalaxyS6、GalaxyS6Edge、GalaxyS6Active幾款三星旗艦機(jī)型均支持Qi標(biāo)準(zhǔn)和PMA標(biāo)準(zhǔn)，可以適應(yīng)市面上多種無(wú)線充電插座。這種創(chuàng)新功能的實(shí)現(xiàn)，讓對(duì)三星手機(jī)電池續(xù)航不滿的消費(fèi)者感到一絲安慰。
根據(jù)專業(yè)解釋，無(wú)線充電技術(shù)是利用交變電磁場(chǎng)的電磁感應(yīng)原理，實(shí)現(xiàn)能量的無(wú)線傳輸。無(wú)線充電有兩種較為常見(jiàn)的技術(shù)途徑：分別是電磁感應(yīng)式和磁場(chǎng)共振式。
百度詞條上介紹稱：電磁感應(yīng)式指的是，初級(jí)線圈一定頻率的交流電，通過(guò)電磁感應(yīng)在次級(jí)線圈中產(chǎn)生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端；磁場(chǎng)共振式則由能量發(fā)送裝置和能量接收裝置組成，當(dāng)兩個(gè)裝置調(diào)整到相同頻率，或者說(shuō)在一個(gè)特定的頻率上共振，它們就可以交換彼此的能量。
目前，一些磁感應(yīng)解決方案已經(jīng)進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)階段，磁共振技術(shù)也于2014年底投入量產(chǎn)。比較而言，磁感應(yīng)需要緊密耦合，在X/Y方向的位置偏差達(dá)到最小時(shí)可實(shí)現(xiàn)最高效率水平；而磁共振允許更大的空間自由度，但它無(wú)法實(shí)現(xiàn)基于磁感應(yīng)技術(shù)的高峰值效率。
手機(jī)充電的Qi方式即為電磁感應(yīng)式，不同品牌的產(chǎn)品，只要有Qi的標(biāo)識(shí)，就可以用Qi無(wú)線充電器充電，比如剛才提到的三星系列機(jī)型和lumia920就支持Qi協(xié)議。比亞迪公司在2005年12月申請(qǐng)的非接觸感應(yīng)式充電器專利，使用的也是電磁感應(yīng)技術(shù)。
磁共振無(wú)線充電技術(shù)引起關(guān)注的時(shí)間可以追溯到2008年，當(dāng)時(shí)在麻省理工的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，研究人員隔空點(diǎn)亮了一個(gè)60W的燈泡，系統(tǒng)的效率約為15%。磁共振式理論上傳輸距離可以很大，不過(guò)目前新聞報(bào)道中較長(zhǎng)的無(wú)線充電距離也不過(guò)幾米，且實(shí)際效果還有待考證。
2015年年初，媒體報(bào)道稱，美國(guó)無(wú)線電力公司W(wǎng)iTricity以磁場(chǎng)共振的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線供電，最遠(yuǎn)距離達(dá)到了2.4米，可以同時(shí)為多個(gè)設(shè)備遠(yuǎn)距離充電。
無(wú)論是仍需要接觸的無(wú)線充電，還是遠(yuǎn)距離無(wú)線充電，其發(fā)展前景均不容小覷。據(jù)IHS Technology分析師在《2014年無(wú)線充電報(bào)告》中的預(yù)測(cè)，無(wú)線充電發(fā)射器和接收器的出貨量銷售額將從2013年的2.16億美元上升到2018年的85億美元，增長(zhǎng)近40倍。
無(wú)線快充的優(yōu)勢(shì)：
1、空間利用率高。無(wú)線充電設(shè)備貼近地面安裝，甚至可以埋入地下，在相同建設(shè)面積情況下，可植入的充電設(shè)備數(shù)量更多，增加了充電站空間利用率；
2、適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性高。無(wú)線充電可以采取密封安裝與無(wú)接觸使用，可在雨雪天氣下進(jìn)行使用并提高了可靠性；
3、安全性高。無(wú)線充電設(shè)備無(wú)外露導(dǎo)電點(diǎn)，且使用時(shí)無(wú)人機(jī)與人都無(wú)需接觸充電設(shè)備，理論上可杜絕由于漏電產(chǎn)生的安全問(wèn)題，保障人身安全；
4、支持無(wú)人化管理。簡(jiǎn)化了充電流程，配合網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)人化管理，無(wú)需專業(yè)人員值守，在方便了用戶的同時(shí)也降低了充電站的運(yùn)營(yíng)成本。
誠(chéng)然，無(wú)線充電為用戶帶來(lái)了很多方便，不過(guò)基于以下幾點(diǎn)原因，筆者認(rèn)為，無(wú)線充電很難在短時(shí)間內(nèi)在無(wú)人機(jī)領(lǐng)域普及應(yīng)用：
1、損耗大。尤其是遠(yuǎn)距離充電，大功率無(wú)線磁電轉(zhuǎn)換，設(shè)備的耗能較高。隨著無(wú)線充電設(shè)備的距離和功率的增大，無(wú)用功的耗損也就會(huì)越大。有網(wǎng)友曾這樣評(píng)論：“共振本來(lái)就需要線圈，那個(gè)線圈就是導(dǎo)線，有共振的閑情還不如捋直了線圈直接充電吧。大力宣傳無(wú)線充電的應(yīng)該都是為了搞點(diǎn)概念出來(lái)做點(diǎn)產(chǎn)品賺錢(qián)吧了。”
2、成本高。以汽車行業(yè)為例，美國(guó)Evatran公司開(kāi)發(fā)的Plugless無(wú)線充電系統(tǒng)售價(jià)約為有線充電的5到6倍。加上鋪設(shè)無(wú)線充電設(shè)置，成本可能還會(huì)進(jìn)一步提升。
3、缺少行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)線充電在手機(jī)和一些便攜式電子產(chǎn)品領(lǐng)域發(fā)展較好，諸如Qi標(biāo)準(zhǔn)、PowerMattersAlliance標(biāo)準(zhǔn)等已經(jīng)落地。不過(guò)其他領(lǐng)域，無(wú)線充電的標(biāo)準(zhǔn)尚未發(fā)展成熟，將該技術(shù)應(yīng)用于無(wú)人機(jī)更是遙不可及，畢竟無(wú)人機(jī)自身還有很多標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)統(tǒng)一。
4、民眾對(duì)于輻射的恐慌。早前就有傳言“無(wú)線充電器輻射比手機(jī)還大”，雖然后來(lái)有專業(yè)人士進(jìn)行了辟謠，不過(guò)依然無(wú)法消除廣大群眾對(duì)于輻射的擔(dān)憂。手機(jī)尚且如此，其他的大型充電站恐怕更令人難以接受。
此外，對(duì)于無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)，還涉及實(shí)用性的問(wèn)題。由于公交車的行車路線相對(duì)固定，而電動(dòng)汽車更多行駛在高速路上或在城市內(nèi)部通勤，均可計(jì)算出充電頻次相對(duì)高的地點(diǎn)，在此處建立充電站或充電樁可以充分提高充電樁的利用效率。但無(wú)人機(jī)的使用地點(diǎn)卻很難說(shuō)是固定的，真正需要用到無(wú)線充電技術(shù)的，應(yīng)該是高頻次、地點(diǎn)相對(duì)固定的工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)。
最后想說(shuō)的是，不能僅指望著靠充電技術(shù)來(lái)解決續(xù)航問(wèn)題，廠家們也該在電池容量、節(jié)電技術(shù)等方面多下下功夫，幾種因素相輔相成才是行業(yè)真正需要的。
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