無限未來，未來無線— Qi 無線充電技術發(fā)展史-世界熱議

我，尼古拉 · 特斯拉，懷著一顆不甘平凡的心，立志改變世界。我渴望讓能量像風一樣自由流動，讓人們在任何地方都能無拘無束地為設備充電。我披星戴月，日夜顛倒地在實驗室里探索，終于找到了一個傳遞能量的方法。我運用電磁感應原理，讓電能在兩個線圈之間流動。可惜，當時的技術水平有限，我的實驗遇到了重重難關。

Ai 繪畫 - 在實驗室中的尼古拉 · 特斯拉

【資料圖】

首先，我為了實驗而捉襟見肘。購買昂貴的材料和設備讓我陷入了困境，這使得我的實驗進展緩慢。此外，我的實驗涉及高壓和高頻電磁波，這讓我如履薄冰，生怕帶來安全隱患。為了確保自己和周圍人的安全，我不得不嚴加防范，小心翼翼地進行實驗。

Ai 繪畫 - 面對失敗實驗的尼古拉 · 特斯拉

在歷經千辛萬苦，屢戰(zhàn)屢敗之后，我意識到要實現(xiàn)這個夢想還需要攻克更多技術難題。最終，我含淚割舍了這個心愿，將這項拯救世界的使命寄托在了后人身上。我堅信，總有一天，真理的光輝將驅散黑暗，能量傳遞的奧秘將為世人所掌握。而那時，我雖已長眠于九泉之下，也會在天之靈處為后來者的成功喝彩，" 家祭無忘告乃翁 "。

Ai 繪畫 - 尼古拉 · 特斯拉

在現(xiàn)代電力之父離世的 65 年之后，2008 一家名為 WiTricity 的公司成功進行了一次無線能量傳輸實驗，這一實驗被認為是現(xiàn)代無線充電技術的起點。

WiTricity 公司目前正在從事 " 電動車無線充電技術研發(fā) "

無線充電技術基于電磁感應原理，通過發(fā)射端線圈產生的變化磁場，使得設備端線圈產生感應電流以實現(xiàn)充電。這一技術克服了傳統(tǒng)有線充電的局限性，讓充電過程更加便捷、安全和靈活。然而，無線充電技術仍面臨一些難點。提高能量傳輸效率和擴大有效充電距離是關鍵挑戰(zhàn)，以及確保多種設備和標準之間的兼容性。同時，安全性也是一個重要因素，需確保充電過程中不對人體健康和其他電子設備產生負面影響。

圖片源自網絡

Ai 繪畫

2008 年 12 月 17 日，無線充電聯(lián)盟（Wireless Power Consortium, WPC）成立由來自中國、美國、日本、荷蘭等國的 9 家企業(yè)創(chuàng)立，以制定所有電子設備都能兼容的無線低功率充電國際標準為使命。截至 2018 年 11 月，該聯(lián)盟成員已有超過 638 家公司，包括諾基亞、HTC、三星、意法半導體、蘋果、華為、索尼等等。熟悉的 Qi 標準就是該聯(lián)盟為無線充電行業(yè)所制定的一個規(guī)范。

Qi 1.0（2010 年）

Qi 1.0 是無線充電聯(lián)盟（Wireless Power Consortium, WPC）于 2010 年發(fā)布的第一個無線充電標準。這個標準定義了基于電磁感應的無線充電技術，包括充電器與接收器之間的通信協(xié)議、功率傳輸參數(shù)等。初始版本的 Qi 標準主要支持低功率應用，充電功率上限為 5W。Qi 1.0 標準關注了充電效率、安全性和互操作性等方面的問題，為后續(xù)標準的發(fā)展奠定了基礎。

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經典的 Nokia Lumia 920 支持 Qi 1.0 無線充電，發(fā)布于 2012 年 9 月

Qi 1.1（2012 年）

Qi 1.1 版本在 2012 年發(fā)布，相對于 1.0 版本，主要有以下更新：引入了基本功率協(xié)議（Basic Power Profile, BPP），允許充電器與接收器之間進行簡單的功率調整。通過 BPP，充電器可以根據(jù)接收器的實際需求提供恰當?shù)某潆姽β剩瑥亩苊膺^充或充電不足的問題。優(yōu)化了一些安全和性能要求，如溫度控制、電池保護等，提高了充電效率和穩(wěn)定性。

Samsung Galaxy S6 支持 Qi 1.1 無線充電并引入了自家的無線充電協(xié)議，發(fā)布于 2015 年

Qi 1.2（2014 年）

Qi 1.2 版本于 2014 年發(fā)布，是一個重要的更新，主要包括以下內容：引入了中功率規(guī)范，將最大充電功率提升至 15W。這一改進使得 Qi 標準可以支持更多高功率的應用，如平板電腦、筆記本電腦等。支持磁共振技術，使得充電距離得到擴展。磁共振技術相對于電磁感應技術，可以在更遠的距離傳輸能量。對一些技術細節(jié)進行了優(yōu)化，如充電器與接收器之間的通信協(xié)議、測試方法等，以提高產品的性能和兼容性。

蘋果推出的第一款支持無線充電的手機是 iPhone 8 和 iPhone 8 Plus，同時還發(fā)布了 iPhone X，使用 Qi1.2 系列標準，這三款手機都在 2017 年發(fā)布，為了實現(xiàn)無線充電功能，這三款手機采用了玻璃背面設計。

Qi 1.2.2（2015 年）

Qi 1.2.2 版本于 2015 年發(fā)布，主要針對一些技術細節(jié)進行優(yōu)化，包括：FOD（Foreign Object Detection，異物檢測）技術的優(yōu)化，使得充電器可以更準確地檢測到金屬異物。FOD 技術可以避免金屬異物在充電過程中引發(fā)過熱或火災等安全隱患。對溫度測試、輸出功率測試等進行了調整，以滿足更嚴格的技術要求。

Qi 1.2.3（2016 年）

Qi 1.2.3 版本于 2016 年發(fā)布，主要包括以下更新：進一步優(yōu)化了 FOD 技術，使得充電器可以更準確地檢測到金屬異物。這一改進有助于提高無線充電的安全性和穩(wěn)定性。引入了一些新的測試方法和性能要求，以確保產品的性能和兼容性。例如，新增了關于磁共振技術的測試方法，以滿足不同應用場景的需求。

Qi 1.2.4（2017 年）

Qi 1.2.4 版本于 2017 年發(fā)布，主要針對一些技術細節(jié)進行了調整和優(yōu)化，包括：充電器與接收器之間的通信協(xié)議進行了優(yōu)化，以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院托省Τ潆娖鞯妮敵龉β蕼y試、接收器的輸入功率測試等進行了調整，以滿足更嚴格的技術要求。

Qi 1.3（2021 年）

Qi 1.3 版本于 2021 年發(fā)布，具有以下重要更新：引入了多設備充電功能，支持一個充電器同時為多個設備充電。這一功能可以大大提高充電器的使用效率，為用戶帶來更便捷的充電體驗。并且優(yōu)化了充電器與接收器之間的通信協(xié)議，提高了充電效率和兼容性。例如，支持更高級的功率控制策略，以實現(xiàn)更智能、更高效的充電過程。

2022 年發(fā)布的 iPhone 14 Pro 使用 Qi 標準最高支持 7.5W 的充電功率

最新的 Qi2 于今年的 1 月發(fā)布，Qi2 標準借鑒了 Apple 的 MagSafe 技術，進一步突出磁性對接的重要性，確保設備與充電器實現(xiàn)精確對齊，從而提升充電效率及縮短充電時間。Qi2 標準有望在全球范圍內替代現(xiàn)有的 Qi 標準。預計到 2023 年，全球無線充電設備（包括發(fā)射器和接收器）的銷量將達到約 10 億部。Qi2 標準的優(yōu)勢在于其更加快速的充電效率和易上手、無感操作屬性，能為部分設備實現(xiàn)更快的充電速度。預計 2023 年夏季，市場將迎來首批 Qi2 認證的手機和充電器。

在未來，不僅是智能手機、電腦、穿戴式設備將徹底實現(xiàn)無線化（無線充電、無線內容傳輸），電動汽車、中大型無人機等搭載動力電池的器械也將邁進無線充電的時代，以電動汽車無線充電為例，采用電磁感應原理，將電能無線地從地面充電器傳輸?shù)狡嚨撞康慕邮掌鳎瑥亩鵀槠囯姵爻潆姟＿@一技術不僅可以在固定停車場地提供無線充電服務，還有望在道路行駛過程中實現(xiàn)動態(tài)充電，進一步拓展電動汽車的續(xù)航能力。

圖片來源于 WiTricity 官網

以上述提到的第一家實現(xiàn)無線能量傳輸公司 WiTricity 為例子，在其開發(fā)白皮書中表示，電動汽車的無線充電是通過使用無線電磁場來傳輸能量，這種技術使用了一種稱為感應耦合的過程，其中一個線圈產生一個磁場，而另一個線圈則接收該磁場并將其轉換為電能。可以在室內或室外安裝，并且可以在所有溫度下安全運行，在雨雪天氣下也可以正常工作。

圖片來源于 WiTricity 白皮書

在充電功率與傳輸效率上，WiTricity 表示可以做到對電動汽車充電提供 3KW、6KW、11KW 的系統(tǒng)，最大預計以傳輸高達 450KW 的充電功率，在能量損耗上，從電網到電池的充電效率達到 90%-93%。常規(guī)的樁式充電站可以達到 150KW 的功率，無線充電的功率還是有些低的。