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解决锂电池容量瓶颈 无线充电应用抬头

2014-09-27 00:07
科技那回事
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  移动解决方案的电源通常是锂离子(Li-ion)聚合物电池,其能源密度达到饱和已经数年。锂电池在技术升级和向不同金属转移所提升的效能和寿命,已无法满足增加的电源需求,同时电池必须维持在小尺寸,以符合移动解决方案的应用需求。因为单位体积的电池容量已达极限,解决方案将须要达到更高的电池容量,或提高充电频率。

  在移动解决方案尺寸缩小的同时,较高容量的电池将影响解决方案整体尺寸和成本;另外须要注意的是,较高容量的电池需要更快速的充电效率,而在维持电池生命周期和所需寿命条件时会产生化学变化,因此,提高充电效率似乎是更显而易见的解决方案。

  技术原理影响MI/MR应用领域

  任何一种须使用电力的应用都可能采用无线充电方案,然而要如何选择采用MI或MR无线充电技术,则须要先检视二者的基本原理。

  MI 和MR在技术架构上有很多相似之处,例如两者皆使用磁场做为电力传输的桥梁,同时电流都会在共振电路感应,产生传输电源的磁场。磁力参数对电磁场如何形成有深远的影响;磁通量可藉由直接使用电磁防护和/或变更磁芯的实际形状加以控制。磁通量的密度和容量则可藉由改善电磁场防护的穿透性加以提升(图1)。

采用多模设计无线充电兼顾效率与便利性

  图1 无线充电磁场

  成本和厚度是选择适当电磁防护的关键因素。电流场接收和传输线圈的排列,和两者间的距离,将决定电力传输的效率;传输和接收线圈的距离越大,电力传输的效率越低。其他对能量传输效率有重大影响的因素,还包括共振频率、传输及接收线圈尺寸比例、耦合系数、线圈阻抗、集肤效应、交流(AC)及直流(DC)组件和线圈的寄生。

  当x、y和z分离且传输及接收线圈的比例角增加时,将对能量的损失和效率产生很大影响。在WPC规格中,对接收器(Rx)线圈在传输器(Tx)上的位置有特定需求,以维持其效率,并达到两线圈间最高耦合系数。但在MR技术方面,摆放位置具有自由度,并可在磁场中放置单一或多个装置,可让用户更为便利;然而,当耦合装置间的间隔距离增加时,对传输效率亦将会产生影响。

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