需要電源接口才能轉變為完全無線的環境，而無線充電有可能最大限度地減少物理電氣連接。

Wired & Wireless Technologies （WAWT） 的思想領袖網絡研討會系列展示了無線電能行業的第一個聯合行業面板式網絡研討會，討論新興的“遠程無線充電技術”。

WAWT 創始人兼首席分析師 Dinesh Kithany 主持了會議，并主持了行業思想領袖、Airfuel Alliance 總裁 Sanjay Gupta；TransferFi 聯合創始人兼首席執行官 Aashish Mehta；Energous 營銷和業務發展高級副總裁 Neeraj Sahejpal；Ossia Inc 創始人、總裁兼首席技術官 Hatem Zeine；和 Wi-Charge 首席商務官 Ori Mor。

在90分鐘的電源包裝研討會討論關于這一發展中的技術，已鏈接到無線供電的范圍廣泛的產品未來的最重要的事實。這是一個涉及為傳感器、電池、物聯網設備和其他設備供電的無線技術的全球性問題。

討論的主題涵蓋了與無線電力技術當前狀態相關的各種問題，并概述了各種遠距離無線電力解決方案。在接下來的 5 到 10 年內，技術的預測和前景將得到完善，以確定所提供的解決方案是否能夠涵蓋任何應用程序，以及它們能夠做到的功率有多大。特別是“遠距離無線電力技術是夢想還是現實？”這個問題的切實解決方案。將會給予。

航空燃料聯盟

圖 1：AirFuel 的特性（來源：AirFuel）

該技術提供的最大功率目前在 1 瓦左右的范圍內，可以在 900Mhz 頻率的三維域中同時為多個設備供電和充電。

傳輸網絡

Aashish Mehta 是 TransferFi 的首席執行官，該公司希望在電氣連接方面改變世界并允許輕松獲得電力（見圖 2）。它預示著電氣連接的新革命。Mehta 說：“我們創辦公司的初衷是希望能夠隨時為每個人提供能源。有了這個愿景，我們可以以更簡單、更輕松的方式在電氣連接方面改變世界。但本質上，該公司目前的使命是創建一種安全高效的遠程無線電力網絡技術，使用無線電頻率進行數據傳輸。”。 主要問題與大范圍的無線電力傳輸有關。不幸的是，目前，與物聯網工業相關的成本的 60% 以上都與布線和安裝有關。

因此，無線電源解決方案的主要目的是完全消除電纜。這將減少 50% 的布線成本和 80% 的工作時間。這對每個人來說都是很大的節省。技術挑戰不僅涉及電能在空氣中的傳輸，還涉及能量共享自動校準、載波波形優化以及數據和管理等領域。使用 360° 全向天線，您可以傳輸信號并創建一個自動校準系統，該系統被簡化并且能夠為多達 32 個設備找到正確的路徑。該公司正在優化光束的方向，還包括距離、反射、功率和干擾。

圖 2：TransferFi 項目（來源：TransferFi）

TransferFi 正在開發第一個沒有電源線和數據線的商業系統，其中一項專利已經獲得，另外兩項專利正在申請中。該系統提供多設備充電架構，用于大容量能源，例如消費電子、先進汽車、醫療設備和企業解決方案。

能源公司

Neeraj Sahejpal是高級副總裁，市場營銷和業務發展Energous. 該公司堅信無線充電技術在所有不同的應用中都代表著巨大的機遇。與無線通信發生的情況類似，沒有單一的技術可以解決無線電力傳輸問題。需要的是一系列技術，因為每個應用程序和需求都有特定的解決方案。監管機構目前可能不允許全功率傳輸。這在受控環境中可能是可能的，但目前在消費者環境中這是不可能的。無線電力傳輸系統將很快以不同的額定功率和不同的距離范圍提供。要分析的另一點與傳輸和接收解決方案的效率有關。公司將市場劃分為三個區域，如圖3所示。 Sahejpal 表示：“我們將市場劃分為三個區域：近場范圍約為 5 厘米，然后是中場范圍，最長可達 1 米，用于桌面應用。然后是遠場，其范圍可以超過 15 米。目前，我們看到遠場市場出現了顯著的擴散。投資于該領域的公司眾多”。可以考慮將不同的基于區域的技術用于廣泛的不同應用，如下所述：

近場（可達 0.5 厘米）：適用于可穿戴、耳戴式設備、醫療傳感器、智能眼鏡等應用；

中場（最多 1 米）：適用于家庭物聯網（智能家居）、游戲設備、智能眼鏡、智能手機、耳戴式設備、可穿戴設備、筆記本電腦和計算機外圍設備。

遠場（最遠 15 米）：適用于軍事、公共、安全、工業物聯網、智能家居、智能建筑、傳感器和零售應用。

圖 3：不同類型的能量傳輸（來源：Energous）

能量收集套件由一個非常小的發射器和一個接收器組成，很快就會生產出許多具有不同功率水平的模型。該解決方案將消除為設備供電和為電池充電的障礙。不再需要電線，不再需要笨重和危險的連接。基于射頻的無線充電技術具有諸多優勢，此類解決方案的市場也在不斷增長。該解決方案涉及同時為多個設備充電和供電，而無需注意它們的位置。公司也在開發系統，即使沒有光學范圍也能以類似于 WiFi 的方式遠程發送能量。涉及的應用程序很多，實際上涵蓋了所有行業領域。

能源分配的重點正在轉移。將不再有單一電源為單個設備充電，而是有一個較大面積的有源能量傳輸系統。能量的收集和分配是由一個非常小的發射器和一個接收器組成的套件進行的。我們不是在談論充電，而是在談論可以在本地為電池供電設備充電的無線供電設備。因此，無線電能是同時遠程向各種設備供電的能力。通過這種方式，可以持續為低功耗和更強大的物聯網設備供電。積極收集和使用能源將成為所有部門的現實。如上所述，即使距離超過 5 米，它也可以為設備供電。使用智能編程可以輕松地同時為多個設備充電。此外，多發射機 （Tx） 拓撲可以增加活動區域的覆蓋范圍。該系統將非常容易使用。無論是涉及工業物聯網傳感器、商業標簽或智能購物車，還是電子貨架標簽 （ESL），此過程都將觸手可及。此外，無需更換傳感器的電池，因為安裝方式簡單、成本最低且無需維護。涉及無線能量收集的開發工具包之一由 Energous Corporation 制造。這包括：該系統將非常容易使用。無論是涉及工業物聯網傳感器、商業標簽或智能購物車，還是電子貨架標簽 （ESL），此過程都將觸手可及。此外，無需更換傳感器的電池，因為安裝方式簡單、成本最低且無需維護。涉及無線能量收集的開發工具包之一由 Energous Corporation 制造。這包括：該系統將非常容易使用。無論是涉及工業物聯網傳感器、商業標簽或智能購物車，還是電子貨架標簽 （ESL），此過程都將觸手可及。此外，無需更換傳感器的電池，因為安裝方式簡單、成本最低且無需維護。涉及無線能量收集的開發工具包之一由 Energous Corporation 制造。這包括：成本最低，無需維護。涉及無線能量收集的開發工具包之一由 Energous Corporation 制造。這包括：成本最低，無需維護。涉及無線能量收集的開發工具包之一由 Energous Corporation 制造。這包括：

發送硬件；

接收硬件；

用于監視和控制 Tx 和 Rx 的移動應用程序；

Tx 和 Rx 圖表和布局文件；

Tx 和 Rx 天線設計文檔；

Tx/Rx 機械文件；

為客戶設計的工程天線仿真研究；

評估天線設計的技術支持，具有 HW/FW 集成；

用于優化覆蓋范圍和功率的 Tx 天線（可選）；

固件 SDK（可選）。

具有單天線或雙天線、功率為 200 mW 的物聯網跟蹤器設備，或用于在 15 cm 距離內多次充電且功率為 5.5 W 的 WattUp PowerHub，將是有趣的應用。

奧西亞公司

Hatem Zeine 是 Ossia Inc 的創始人、總裁兼首席技術官，該公司旨在將無線電能技術推向世界。Hatem Zeine 表示：“我們在這項技術上擁有多項專利。我們不是在談論充電，而是在談論可能會或可能不會在本地為電池充電的無線設備。無線電力是為設備供電的能力，尤其是構成當今市場大部分的物聯網設備。如今，技術承諾向小型設備提供無線電源，并且很快將適用于最強大的設備。分析物聯網市場及其增長，到 2030 年將有大約 5000 億臺設備（思科估計），其他估計表明有數萬億臺設備。因此，未來大多數物聯網設備都將是無電池的。這些設備不會位于充電域內，而是位于充滿能量的三維區域，由特殊發射器提供。” 目前有類似 WiFi 的技術可以保證無線供電距離長達 10 米，具體取決于設施的設計。無線電力分配還允許控制設備及其分類。事實上，并非所有設備的供電需求都相同，您可以決定為哪些設備供電以及向每個元件分配多少能量。因此，無需更換難以觸及的傳感器中的電池。此外，安裝程序簡單且具有成本效益，無需維護。為了實現這一點，Ossia 有一項專利技術，叫做 Cota，它類似于 Wi-Fi，具有相同的 Wi-Fi 場景。距離范圍為 10 米，具體取決于系統的設計。Ossia 已獲得其專有無線電能技術 Cota Real Wireless Power 的許可（參見圖 4 ） 以實現基于物聯網的應用程序的更廣泛部署。就像 WiFi 一樣，Cota Real Wireless Power 允許從遠處、在移動中而不是在多個設備的視線范圍內進行操作。這項技術使物聯網設備得以普及，消除了對電池和電源線的依賴。無線技術提供：

遠程能源分配系統；

僅為所需設備供電；

設備運動時持續供電；

即使設備不在光學范圍內也能供電；

安全性，例如 Wi-Fi 和藍牙。

其運作程序包括以下幾個階段：

Rx發送信標信號，Tx檢測輸入信號的相位；

Tx 發出時間反轉信號給 Rx 供電；

Rx 發出信號，可以從墻壁和其他物體上反彈；

Tx 像以前一樣輸出反相信號，僅使用可用路徑。

Cota 保證技術標準以確保兼容性和互操作性。它還提供參考設計套件 （RDK）、發射器 （Tx）、接收器 （Rx）、軟件、包含操作理論和建議電路設計的完整文檔，以及監管批準小組（FCC、MIC 等）。

圖 4：Cota 項目（來源：Ossia）

無線充電

Ori Mor 是 Wi-Charge 的首席商務官。他說：“我們公司的研究基于充電電池限制設備使用的事實。無論是物聯網傳感器、工業傳感器、iPhone還是電動汽車，使用時間總是短小不足。這是所有用戶都面臨的問題。每個人都認為為他們的設備充電是一場噩夢。電池續航能力的降低也限制了計算能力”。要為智能手機充電，您需要 10 瓦的功率。將此值乘以 100 億臺設備，即可實現所需的大量能源。該公司面臨的挑戰正是集中在為許多設備充電，即使距離約 10 米。移動設備的供電也是一個巨大的挑戰，因為設備上的能量集中必須始終保持穩定，不斷跟隨物體的位置，這不是很容易。也可能發生設備保持靜止但人將自己定位在發射器前面，從而中斷能量束的光學范圍的情況。因此，接收器必須能夠適應。幸運的是，大多數應用程序不會移動并設置在同一個位置。這些是使無線電能技術采用相對較慢的一些困難情況。無線電源應該像 WiFi 一樣工作，在有限的范圍內并且沒有光學覆蓋（參見 接收者必須能夠適應。幸運的是，大多數應用程序不會移動并設置在同一個位置。這些是使無線電能技術采用相對較慢的一些困難情況。無線電源應該像 WiFi 一樣工作，在有限的范圍內并且沒有光學覆蓋（參見 接收者必須能夠適應。幸運的是，大多數應用程序不會移動并設置在同一個位置。這些是使無線電能技術采用相對較慢的一些困難情況。無線電源應該像 WiFi 一樣工作，在有限的范圍內并且沒有光學覆蓋（參見圖5）。正是由于這個原因，用于生成和管理載波和傳輸的方法必須非常復雜。在這種情況下，信號可以遵循不在視線范圍內的替代路徑。它在幾微秒內立即到達目的地。在該系統中，接收器開始向各個方向發送確認信號。該信號到達發送器，發送器重新發送到接收器。因此，建立了類似于信標的功能。后者將帶有信息的信號發回。這樣，如果它移動，它將在新位置被跟蹤和啟用。傳輸還包含接收器的類型和特性，以便發送器可以了解有關其供電設備的大量信息。信標在一秒鐘內多次通電，甚至超過100次。這確保能量總是到達它。使用無線電源，電池壽命無限，智能處理功能更強大。

圖 5：Wi Charge 項目（來源：Wi-Charge）

有線和無線技術 （WAWT）

網絡研討會以戰略技術分析師和咨詢公司 WAWT 創始人兼首席分析師 Dinesh Kithany 的演講結束。他說：“我很自豪能夠接待來自遠程無線電能技術領域的主要參與者。我們的研究服務專注于關鍵領域：無線電能、電源、電動汽車充電基礎設施行業，我們在這些行業提供關鍵市場數據（當前市場規模估計以及短期和長期預測）、市場情報、洞察以及對公司的戰略建議整個價值鏈。我們對無線電能行業擁有最全面的研究，廣泛覆蓋 30 多個應用，包括汽車、移動、醫療、消費、工業、零售和基礎設施相關應用。我們還涵蓋廣泛的無線電力技術，是基于低頻的“感應和諧振解決方案”，允許為耦合設備供電；基于高頻的解決方案，涵蓋“共振和NFC無線充電解決方案”；以及基于超高頻的解決方案，包括用于遠程充電的‘基于射頻、紅外和超聲波的’技術”。

圖 6 中的表格突出顯示了無線電力技術的當前狀態，按頻率、技術類型、功率等級和應用組進行了細分，其中簡要介紹了每種技術類型和各自的行業標準。

圖 6：技術進步導致出現了不同功率和頻率等級的新無線充電標準，為廣泛的應用/設備供電。（來源：WAWT）

WAWT 的分析強調，無線電源接收器和發射器 （Rx+Tx） 市場總量預計將從 2020 年的 7.5 億臺增長到 2025 年的 24 億臺，到 2030 年將超過 65 億臺。累積起來，WAWT 預計大約未來 5 年（2021 年至 2025 年）將出貨 80 億臺無線電源 Rx+Tx。預計從 2021 年到 2030 年的未來 10 年內，使用“非耦合”距離無線充電類型解決方案的總出貨量將達到約 32.5 億臺 （Rx+Tx）。

結論

未來，無線充電將不再是一種選擇，而是一種不可或缺的標準方法，可為設備供電或充電。物聯網設備的數量每天都在增加，而這種供電系統可能是確保完全覆蓋的唯一解決方案。醫院、工廠、零售店和基礎設施將擁有自己的電源點。目前，一個很大的限制與電池充電和低自主性有關，這限制了任何設備的使用，無論是物聯網傳感器、工業傳感器、手機還是電動汽車。擁有 20 臺設備的人無法單獨為所有設備充電。現在技術研究的重點是如何增加作用范圍和范圍，這將導致供電設備放置在幾十米處。未來幾年，在遠距離、大功率無線充電方面，肯定會有驚喜等著我們。超高頻肯定會起到舉足輕重的作用。