Войти
Модель автомобиля с беспроводным питанием в музее Гранд Макет Россия. 
Первичная катушка зарядного устройства индуцирует ток во вторичной катушке заряжаемого устройства. 
Беспроводная зарядная площадка, используемая для зарядки устройств по стандарту Qi. Индуктивная зарядка (также известная как беспроводная зарядка или беспроводная зарядка ) - это тип беспроводной передачи энергии. Он использует электромагнитную индукцию для обеспечения электропитания портативных устройств. Наиболее распространенное применение - это стандарт беспроводной зарядки Qi для смартфонов, умных часов и планшетов. Индуктивная зарядка также используется в транспортных средствах, электроинструментах, электрических зубных щетках и медицинских устройствах. Портативное оборудование можно разместить рядом с зарядной станцией или индукционной площадкой без необходимости точного выравнивания или электрического контакта с док-станцией или вилкой.
Энергия передается через индуктивную связь. Переменный ток проходит через индукционную катушку в зарядной станции или на площадке (первичной или передающей катушке). Любой движущийся электрический заряд создает магнитное поле, как указано в Закон Эрстеда. Магнитное поле колеблется по силе, так как переменный ток постоянно меняет амплитуду. Изменяющееся магнитное поле создает электродвижущую силу, иначе известную как закон индукции Фарадея. Это создает переменный электрический ток во второй индукционной катушке (приемной или вторичной катушке) портативного устройства. Затем он преобразуется в постоянный ток с помощью выпрямителя и используется для зарядки батареи или обеспечения рабочего питания.
Большие расстояния между отправителем и катушки приемника могут быть получены, когда в системе индуктивной зарядки используется резонансная индуктивная связь, где к каждой индукционной катушке добавлен конденсатор для создания двух LC-контуров с определенным резонансная частота. Частота переменного тока согласована с резонансной частотой, а частота выбирается в зависимости от расстояния, необходимого для максимальной эффективности. Недавние усовершенствования этой резонансной системы включают использование подвижной передающей катушки (т. Е. Установленной на подъемной платформе или рычаге) и использование других материалов для приемной катушки, таких как посеребренная медь или иногда алюминий для уменьшения веса и уменьшения сопротивления из-за скин-эффекта.
Индукционная передача энергии была впервые использована в 1894 году, когда М. Хутин и М. Ле-Блан предложили устройство и способ питания электромобиля. Однако двигатели внутреннего сгорания оказались более популярными, и об этой технологии на время забыли.
В 1972 году профессор Дон Отто из Оклендского университета предложил транспортное средство с индукционным приводом с использованием передатчиков на дороге и приемника на дороге. транспортное средство. В 1977 году Джон Э. Тромбли получил патент на «Зарядное устройство с электромагнитной связью». В патенте описывается приложение для зарядки аккумуляторов налобных фонарей для шахтеров (US 4031449). Первое применение индуктивной зарядки, использованное в Соединенных Штатах, было выполнено Дж. Болджер, Ф.А. Кирстен и С. Нг в 1978 году. Они создали электромобиль, работающий от системы с частотой 180 Гц и мощностью 20 кВт. В Калифорнии в 1980-х годах был произведен автобус, который питался от индуктивной зарядки, и примерно в это время аналогичные работы проводились во Франции и Германии.
В 2006 году Массачусетский технологический институт начал использовать резонансную связь. Они могли передавать большое количество энергии без излучения на несколько метров. Это оказалось лучше для коммерческих нужд и стало важным шагом на пути к индуктивной зарядке.
Консорциум Wireless Power Consortium (WPC) был основан в 2008 году, а в 2010 году они установили стандарт Qi. В 2012 году были основаны Alliance for Wireless Power (A4WP) и Power Matter Alliance (PMA). Япония учредила Форум по широкополосной беспроводной связи (BWF) в 2009 году, а в 2013 году они учредили Консорциум беспроводной энергии для практических приложений (WiPoT). Консорциум сбора энергии (EHC) также был основан в Японии в 2010 году. Корея учредила Корейский форум по беспроводной энергии KWPF) в 2011 году. Целью этих организаций является создание стандартов для индуктивной зарядки. В 2018 году стандарт беспроводной связи Qi был принят для использования в военной технике в Северной Корее, России и Германии
Применения индуктивной зарядки можно разделить на две большие категории: маломощные и высокая мощность:
Для маломощных (то есть менее 100 Вт) индуктивных зарядных устройств были отмечены следующие недостатки. Эти недостатки могут быть неприменимы к системам индукционной зарядки электромобилей большой мощности (то есть более 5 киловатт).
Новые подходы снижают потери при передаче за счет использования ультратонких катушек, более высоких частот и оптимизированной электроники привода. Это приводит к созданию более эффективных и компактных зарядных устройств и приемников, упрощающих их интеграцию в мобильные устройства или аккумуляторы с минимальными изменениями. Эти технологии обеспечивают время зарядки, сопоставимое с проводными подходами, и они быстро находят применение в мобильных устройствах.
Например, в автомобильной зарядной системе Magne Charge используется высокочастотная индукция для выдачи высокой мощности при КПД 86% (мощность 6,6 кВт при потребляемой мощности 7,68 кВт).
Станция беспроводной зарядки 
Подробная информация о беспроводном индуктивном зарядном устройстве Стандарты относятся к различным операционным системам, с которыми совместимы устройства. Существует два основных стандарта: Qi и PMA. Эти два стандарта работают очень похоже, но используют разные частоты передачи и протоколы подключения. Из-за этого устройства, совместимые с одним стандартом, не обязательно совместимы с другим стандартом. Однако есть устройства, совместимые с обоими стандартами.
Samsung Galaxy Note 10 смартфоны имеют технологию «Wireless PowerShare» Многие производители смартфонов имеют начали добавлять эту технологию в свои устройства, большинство из которых приняли стандарт беспроводной зарядки Qi . Крупные производители, такие как Apple и Samsung, выпускают множество моделей своих телефонов с поддержкой Qi. Популярность стандарта Qi побудила других производителей принять его в качестве собственного стандарта. Смартфоны стали движущей силой этой технологии, проникающей в дома потребителей, где многие домашние технологии были разработаны для использования этой технологии.
Samsung и другие компании начали изучать идею «поверхностной зарядки», встраивая индуктивную зарядную станцию во всю поверхность, такую как стол или стол. Напротив, Apple и Anker продвигают платформу для зарядки на базе док-станции. Сюда входят зарядные площадки и диски, занимающие гораздо меньшую площадь. Они предназначены для потребителей, которые хотят иметь зарядные устройства меньшего размера, которые будут располагаться в местах общего пользования и гармонировать с текущим интерьером их дома. В связи с принятием стандарта беспроводной зарядки Qi любое из этих зарядных устройств будет работать с любым телефоном, если телефон поддерживает Qi.
Еще одна разработка - обратная беспроводная зарядка, которая позволяет мобильному телефону осуществлять беспроводную связь. разрядить собственный аккумулятор в другое устройство.
iPhone X заряжается с помощью беспроводного зарядного устройства. 
Беспроводные электромобили крупный план платы за парковку, 2011 Токийский автосалон.
Зарядная подставка для автобусов 200 кВт, 2020 Bombardier Transportation.В одной индуктивной системе зарядки одна обмотка крепится к днищу автомобиля, а другая остается на полу гаража. Основным преимуществом индуктивного подхода к зарядке транспортных средств является отсутствие возможности поражения электрическим током, поскольку отсутствуют оголенные проводники, хотя есть блокировки, специальные разъемы и УЗО (прерыватели замыкания на землю., или GFI) могут сделать проводящую связь почти такой же безопасной. Сторонник индуктивной зарядки из Toyota в 1998 году утверждал, что общая разница в стоимости была минимальной, в то время как сторонник проводящей зарядки из Ford утверждал, что проводящая зарядка была более рентабельной.
С 2010 года автопроизводители сообщили интерес к беспроводной зарядке как еще одной части цифровой кабины. Группа была создана в мае 2010 года Consumer Electronics Association, чтобы установить базовый уровень совместимости зарядных устройств. По одной из первых дорожек, руководитель General Motors возглавляет группу по разработке стандартов. Менеджеры Toyota и Ford заявили, что они также заинтересованы в технологиях и стандартах.
Однако глава Daimler по мобильности будущего профессор Герберт Колер выразил осторожность и сказал, что до индукционной зарядки электромобилей осталось не менее 15 лет. (с 2011 г.), а аспекты безопасности индуктивной зарядки электромобилей еще предстоит изучить более подробно. Например, что произойдет, если в автомобиле окажется кто-то с кардиостимулятором? Другой недостаток заключается в том, что эта технология требует точного согласования между индуктивным датчиком и зарядным устройством.
В ноябре 2011 года мэр Лондона, Борис Джонсон, и Qualcomm объявила об испытании 13 точек беспроводной зарядки и 50 электромобилей в районе Tech City Лондона, запуск которых запланирован на начало 2012 года. В октябре 2014 года Университет штата Юта в Солт-Лейк-Сити, Юта добавил в свой парк общественного транспорта электрический автобус, в котором используется индукционная плита в конце маршрут для подзарядки. UTA, региональное агентство общественного транспорта, планирует ввести аналогичные автобусы в 2018 году. В ноябре 2012 года беспроводная зарядка была введена на 3 автобусах в Утрехте, Нидерланды. В январе 2015 года в Милтон-Кейнс, Англия, были представлены восемь электрических автобусов, которые используют индуктивную зарядку в дороге с технологией proov / ipt на обоих концах пути для продления ночных сборов. Позже последовали автобусные маршруты в Бристоле, Лондоне и Мадриде.
Исследователи из Корейского передового института науки и технологий (KAIST) разработали систему электрического транспорта (названную Online Electric Vehicle, OLEV), где транспортные средства получают питание от кабелей, проложенных под поверхностью дороги, посредством бесконтактной магнитной зарядки (где источник питания размещается под поверхностью дороги, а мощность передается по беспроводной сети на самом транспортном средстве). В качестве возможного решения проблемы заторов на дорогах и повышения общей эффективности за счет минимизации сопротивления воздуха и, таким образом, снижения энергопотребления, испытательные машины следовали по силовому пути в строю колонны. В июле 2009 года исследователи успешно подавали на автобус до 60% мощности на расстоянии 12 сантиметров (4,7 дюйма). Усилия по коммерциализации технологии не увенчались успехом из-за высокой стоимости.
Беспроводная зарядка оказывает влияние на медицинский сектор, поскольку позволяет заряжать имплантаты и датчики в течение длительного времени. которые расположены под кожей. Исследователи смогли напечатать беспроводную передающую мощность антенну на гибких материалах, которые можно было разместить под кожей пациентов. Это может означать, что подкожные устройства, которые могут отслеживать состояние пациента, могут иметь более длительный срок службы и обеспечивать длительные периоды наблюдения или мониторинга, которые могут привести к более точному диагнозу со стороны врачей. Эти устройства также могут облегчить пациенту зарядные устройства, такие как кардиостимуляторы, вместо того, чтобы открытая часть устройства проталкивалась через кожу, чтобы обеспечить проводную зарядку. Эта технология позволит полностью имплантировать устройство, что сделает его более безопасным для пациента. Неясно, будет ли эта технология одобрена для использования - необходимы дополнительные исследования безопасности этих устройств. Хотя эти гибкие полимеры более безопасны, чем ребристые наборы диодов, они могут быть более восприимчивыми к разрыву при установке или удалении из-за хрупкой природы антенны, нанесенной на пластиковый материал. Хотя эти медицинские приложения кажутся очень специфическими, высокоскоростная передача мощности, достигаемая с помощью этих гибких антенн, рассматривается для более широких приложений.
Работа и эксперименты В настоящее время ведется разработка этой технологии для применения в электромобилях. Это может быть реализовано с использованием заранее определенного пути или проводников, которые будут передавать мощность через воздушный зазор и заряжать автомобиль по заранее определенному пути, например, по полосе беспроводной зарядки. Транспортные средства, которые могут воспользоваться преимуществами этого типа беспроводной зарядки для увеличения дальности действия своих бортовых аккумуляторов, уже находятся в пути. Некоторые из проблем, которые в настоящее время препятствуют широкому распространению этих полос, - это первоначальные затраты, связанные с установкой этой инфраструктуры, которая принесет пользу лишь небольшому проценту транспортных средств, находящихся в настоящее время на дорогах. Еще одна сложность - это отслеживание мощности, потребляемой каждым транспортным средством с полосы движения. Не имея коммерческого способа монетизировать эту технологию, многие города уже отказались от планов включить эти полосы в свои пакеты расходов на общественные работы. Однако это не означает, что автомобили не могут использовать масштабную беспроводную зарядку. Первые коммерческие шаги уже предпринимаются с беспроводными ковриками, которые позволяют заряжать электромобили без проводного подключения, припарковав их на зарядном коврике. Эти крупномасштабные проекты сопряжены с некоторыми проблемами, в том числе с выделением большого количества тепла между двумя зарядными поверхностями и могут вызвать проблемы с безопасностью. В настоящее время компании разрабатывают новые методы рассеивания тепла, с помощью которых можно бороться с этим избыточным теплом. Эти компании включают в себя большинство крупных производителей электромобилей, таких как Tesla, Toyota и BMW.
