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,日前,雷军亲自宣布小米11将率先搭载隔空充电技术,引发热议。隔空充电又可称“远距离充电”,其进步之处在于,相比感应式的“无线充电”,连充电板也省了,加之小米智能家居领域布局丰富,用户都能够设想进门所有家电自动充电的场景。
“这项技术借助的是微波。对于微波,它能够最终靠自由空间进行传播,其目前多使用在通信领域内。当其应用在无线充电场景,通过携带能量,能轻松实现充电。小米这套系统的最大亮点是波束赋形,进而能轻松实现当手机的位置实时变化时,都能精准的进行供电。”国内一相关领域的科研人员解释称。
实际上,10年前麻省理工学院就已有相关成果发布,可通过“无线瓦灯泡供电,最远输电距离为2.7米,当时研究者已设想只需安装一个电源,就可为整个室内电器供电。
但小米此次意义在于将其商用化,“是国内商用领域发布的第一款具有5w量级的产品。”
抛开技术细节,对于公众来说,最关心的最要紧的麻烦是安全,即辐射是否会伤害人体?
支持“安全无害”的执方观点是,“这只是普通的电磁辐射,毫米波能量低,充电功率才5w,还没有家庭家最暗的那个灯泡功率大。”
而质疑方称,“定向5w功率不低。手机5G、wifi等常用通讯设备,一般日常使用中仅毫瓦量级,5w近万倍了”。
更被忽略的还有发射端的能量。一位负责该领域项目的科研人士指出,5w的直流,发射端发射的功率姑且算30w,这个功率大概是个小基站的功率,你能想象你在一直在一个小基站附近?不过有一点,因为发射端天线单元较多,所以波束宽度比较窄,应该不会超过两度。
其技术可靠性亦需论证。按照雷军的演示,小米充电技术可支持“多设备同时充电,异物遮挡也没问题”。
但北邮博士兼科技博主@甜草莓提出两点质疑,第一,异物遮挡不降低充电效率,这不可能。毫米波信号如果存在遮挡,一定要通过其他墙体等环境「反射电磁波」,才能到达终端,再就是毫米波频段接近水蒸气吸收频段,而人体是水组成的,所以用身体遮挡终端与充电器,也会造成信号衰弱。
第二,多设备同时充电也可能降低单设备充电效率。支持多少设备与这些设备和充电器之间的距离有关系。举个不恰当的例子,如果最大作用范围10米,在1米之内可以最大支持5个设备,那同样5个设备在10米,不可能都达到5w的。
“这个系统包含很多部分,包括发射端 、接收端以及两者之间的自由空间传播,有一部分出问题,都影响非常大。”
业内人士指出,系统效率仍不可观。“目前在毫米波采用氮化镓GaN或者砷化镓GaAs的功率放大器做的比较好的效率在40%左右,接收端整流效率比较好的在60%,同时考虑到收发端的传输效率,小米这项充电技术的系统总效率应该不会超过10%。”
更加阻碍商用的是极其昂贵的成本。上述人士分析道,这个系统发射端的主要技术是相控阵技术。相控阵技术多应用于军事领域,民用领域主要是车载雷达和基站这种价格相对较高的产品。毫米波相控阵中的移相器和功率放大器价格都很高。
“小米这套系统有144个天线单元,系统通道数应该很多,价格应该不菲。”其次,接收端整流如果采用板级,单个整流二极管要十几元(单个价格)。所以总系统的实现价格,肯定是非常高的价格,消费者肯定接受不了。
而隔空充电要真正走入寻常百姓家,还涉及一系列标准。小米使用的毫米波频段一定要通过国家无线电管理委员会的授权。目前国际学术界已在倡导,未来的电力传输系统——无论是地面的还是基于太空的,一定要解决频谱管理问题。
此外小米隔空充是否能通过电磁兼容认证(Electro Magnetic Compatibility,简称EMC),也有待检验。电磁兼容认证的测试目的是检测电器产品所产生的电磁辐射对人体、公共电网以及其他正常工作之电器产品的影响,包括两大指标,电磁抗扰度(EMS)和电磁骚扰(EMI)。EMC标准分为1、2、3、4共4级,4级为最高等级。
尽管监管规定善待完善,小米、华为、OPPO、摩托罗拉(联想子品牌)已开始赛跑。几乎与小米同时,摩托罗拉也视频演示了其隔空充电技术,号称“异物阻挡不影响,支持边玩边充”;去年9月,华为提交了一项新的激光充电技术专利,预计可在未来两三代手机上应用和量产化;OPPO也于去年发布了“FreeVooc”隔空充电的概念视频。
“如果电磁安全性没有保障,无论是华为、OPPO,还是小米的隔空充电,基本都是概念产品。”相关科研人员告诉《科创板日报》记者,最大阻碍不是技术而是安全性,这又直接涉及监管标准的许可。
上述科研人士称,毋庸置疑的是,其民用领域应用前景巨大,想象空间也不限于手机,小功率可应用到物联网上的传感器和低功耗器件,大功率可应用到无人场景,诸如无人机,此外军用场景亦被科研界着重关注。科技的想象力或将再次改变人类的生活方式。
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