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無線充電原理全解析:現代生活的高效解決方案


根據 Grand View Research 的報告,全球無線充電市場在 2023 至 2030 年間將以 24.2% 的年成長率快速擴增,市場規模預計在 2030 年達到 316.3 億美元,據Research Nester 預估至2036 年時將突破 1,100.9 億美元,顯示無線充電技術的應用將越趨廣泛。

 

無線充電技術的進步可減少傳統充電線材的使用,進而降低製造電子廢棄物。無論是家居、辦公還是醫療領域,無線充電技術都以高效、便捷的方式重新定義了我們與科技設備的互動,並成為現代生活中不可或缺的一部分。3C應用的無線充電常見的有以下三種:

 

  1. 電磁感應技術(Wireless Power Consortium,WPC):透過充電器與設備內的線圈,在近距離內產生磁場進行能量傳輸。此技術具高效穩定特性,是智慧手機無線充電座與電動牙刷的常用方案。

  2. 磁共振技術(Alliance for Wireless Power,A4WP):利用兩個線圈的共振現象進行充電,兩邊線圈需相同頻率才能產生共振現象,支援多設備充電且不需精確對準,像是醫院中的核磁共振儀器等設備。

  3. 電場耦合技術(Power Matters Alliance, PMA):應用兩個鄰近電極間形成的靜電容量進行能量傳遞,適合近距離充電像是智慧型手錶。

 

|無線充電技術比較表

技術類型

充電距離

優點

缺點

電磁感應

短距離(需接觸)

高效穩定、技術成熟

需精確對準,僅支援單設備充電

磁共振

中距離(數十公分)

可多設備同時充電、不需精確對準

能量損耗較大,硬體成本較高

電場耦合

短距離(鄰近)

設計靈活、適合小型設備

效率較低,應用範圍較窄

為了保證無線充電技術的兼容性與安全性,目前業界制定以下兩大通用標準:

  • Qi 認證:由無線充電聯盟(Wireless Power Consortium, WPC)推動,是目前應用最廣泛的標準,涵蓋消費型電子產品、輕型電動載具及工業用機器等多種設備。


  • AirFuel 標準:由 AirFuel Alliance(原 Power Matters Alliance, PMA)推動並專注於消費型電子產品,特別適合在公共空間應用。例如,桃園市政府為推動智慧城市建設,採用 AirFuel 標準的無線充電技術,為公眾地區(如車站、圖書館及市政廳)提供無線充電服務,提升市民充電的便利性。

 

隨著 Qi 和 AirFuel 標準的普及,無論是消費型電子產品還是工業設備,都能享受到高效和安全的無線充電體驗。

 

|無線充電原理應用於日常生活中的好處



無線充電技術的出現,為現代生活帶來了極大的便利,解決傳統充電所帶來的困擾,再也不需要透過雜亂不堪的電纜與電線進行充電。,且使用範圍非常廣泛例如以下場景:

 




  • 居家場景:智慧手機、平板電腦和耳機等裝置可通過無線充電器實現共享充電,簡化設備管理。

  • 公共空間:如咖啡廳與機場,無線充電點為行動裝置(移動設備)提供了無縫且快速的充電體驗。

  • 電動車領域:透過磁共振或電場耦合技術,電動車可以在停車時自動完成充電,無需手動操作充電樁或插拔線纜。

 


無線充電逐漸成為現代生活中不可或缺的一部分,近期美國西雅圖當地政府預計於2026年正式上路無線充電巴士,不僅重新定義了我們的充電方式,更為智慧生活提供了更高的效率與便利性。

 





|鋁電池的優勢與未來


無線充電是透過電磁感應,將能量從充電器的發射線圈傳送到裝置的接收線圈中。在充電過程中電磁損耗引起功率消耗,進而產生熱能,這就是為什麼我們使用無線充電進行手機充電時候,手機更容易會過熱、發燙的原理。鋁電池具有耐候特性,即使進行高C-Rate的快速充放電,也不易升溫,如果搭配無線充電,不僅可以受益於行動裝置(移動設備),也可使用於交通載具等大型機具等應用市場之中,實現可快速充電卻不造成安全疑慮的充電解決方案。



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