无线充电系统技术发展介绍.PDFVIP

.tw 無線充電系統技術發展介紹 車輛研究測試中心 李廷恩 一 、前 言 為磁感應(Magnetic Induction)及磁共振(Magnetic 無線充電係指具有電池裝置之產品 ，可透過 Resonance) ： 無線感應的方式取得電力以進行充電 ，包含無線充 (一) 磁感應 電 、感應式電力、非接觸式充電 、無接點充電都是 磁感應式無線充電係依法拉第磁感應定律 ，透 泛指相同之技術 。相較於有線充電方式 ，無線充電 過電生磁 、磁生電的方式傳送 ，其系統架構如圖1 因無通電接點之設計 ，可避免觸電危險 ，具較高之 所示 。採磁感應技術的無線電力傳輸效率較易受線 安全性 ，同時也降低電力傳送元件於使用期間之損 圈尺寸及傳輸線圈之間距離條件所影響 ，需在短距 耗 、避免受環境影響而老化與氧化 ，進而提高設備 離傳輸時方能有較佳之效率 ，甚至要讓傳送端與接 之耐用性 。此外 ，無線充電的最大優點在於其便利 收端貼緊方能傳輸 。雖然感應式無線充電受到物理 性 ，用電裝置無須以電線連接 ，僅需放置於無線充 限制 ，然其優點為成本低廉 、實現技術較容易。 電器上或附近 ，即可啟動充電 ；於技術上 ，甚至 可支援1對多的無線充電模式 ，可省去多餘之充電 器 ，減少電線纏繞的麻煩 。因此 ，現今的用電產品 中，不論是手機 、平板 、電腦 、民生家電 、甚至是 ▲圖1 、磁感應式無線充電系統架構 電動車 ，皆有其所使用之無線充電產品逐漸被開發 與上市 ，以提供消費者另一種充電方式的選擇 。 (二) 磁共振 磁共振式無線充電技術起源於美國麻省理工 二 、無線充電技術發展 學院(M I T)研究團隊於200 6年11月發起一項代號 一般而言 、無線充電系統包含傳送端線圈 WiTricity(Wireless Electricity)的研究計畫 ，其系統 及接收端線圈 ，傳送端線圈在電源供應下以交流 架構相同於磁感應式 ，但不同的是需讓傳送端與接 電推動而產生交流電磁場 ，使接收端線圈接收交 收端線圈與電路設計在一特定之操作頻率 ，可讓兩 流電磁場並轉換為電能 ，進而供電給用電裝置上 端線圈達到磁場共振現象 ，進而傳輸能量 。相較於 的電池 ，現行之無線充電技術主要有兩種 ，分別 磁感應 ，磁共振技術之優點為 ： 8 車輛研測資訊 108期 2015-10 專 題 報 導 1. 傳輸距離較遠 、可達10-20cm以上 WPC制定的Qi標準為目前最大之無線充電 2. 傳輸功率較高、可達到kW級以上之輸出功率 聯盟 ，市占率達95%以上 。除目前已廣泛引用 3. 傳輸效率較佳 、可達到75~90%之系統效率 之Qi 1.0版之外 ，WPC於20 14年5月提出Qi 1.1 然而 ，磁共振技術之缺點是成本較高 ，且傳輸 正式取代Qi 1.0成為新的標準版 ，後續更將提 效率會受共振頻率影響 ，於系統設計與開發上較具 出Qi 1.2版 ，其在特性上不僅提高充電功率與 技術難度 。 改善距離限制外 ，更將納入磁共振與一對多之 不論是磁共振或是磁感應技術 ，無線充電產品