無線充電技術(shù)高鐵的應(yīng)用

陶福君

摘 要：電子產(chǎn)品已經(jīng)成為我們?nèi)祟惖挠H密無間的朋友，居家或外出時(shí)充電是必然的操作，多樣化的充電方式給用戶帶來不便利、造成浪費(fèi)、存在安全隱患。如何解決這些弊端，無線充電無疑成為是最好的方案。無線充電市場(chǎng)現(xiàn)狀基本被手機(jī)廠商、汽車廠商占據(jù)，且現(xiàn)在市場(chǎng)容量已幾何式增長方式，已經(jīng)約有500家企業(yè)推出無線充電產(chǎn)品。產(chǎn)品類型已經(jīng)由單一變得多樣，向車載、穿戴、方向發(fā)展，由單一功能向復(fù)合功能演進(jìn)，由移動(dòng)、便捷式向家君集成以便。由單一充電功能向充電、通訊控制方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞：公共出行;便捷;安全;綠色環(huán)保;社會(huì)成本

正文

安全便捷的充電需求變得日益迫切，無線充電技術(shù)經(jīng)歷約10年的發(fā)展，已趨于成熟具備推廣的需求及條件，可滿足人類的需求。軌道交通設(shè)備供應(yīng)商應(yīng)著重應(yīng)用此技術(shù)，節(jié)約材料，提高乘客體驗(yàn)感。下面將從安全便捷、體驗(yàn)感、節(jié)約材料等方面論述無線充電技術(shù)在軌交裝備行業(yè)的運(yùn)用客觀需求。預(yù)計(jì)無線充電應(yīng)用將經(jīng)歷三個(gè)階段的發(fā)展后趨于技術(shù)成熟平穩(wěn)。

一、智能家居引領(lǐng)的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)：此階段目的就是提供差異化的無線電能傳輸解決方案，聚焦智能硬件及其它細(xì)分市場(chǎng)領(lǐng)域，以不同的細(xì)分產(chǎn)業(yè)差異化應(yīng)用模組為主要產(chǎn)品，提供解決方案。

二、工業(yè)應(yīng)用-重點(diǎn)領(lǐng)域：針對(duì)工業(yè)4.0，提供產(chǎn)業(yè)應(yīng)用一站式差異化綜合解決方案，聚焦在智能裝備、機(jī)器人、無人機(jī)、VGA、電動(dòng)工具等行業(yè)。以磁共振技術(shù)為方向，以中高功率為主，提供整套無線電能傳輸解決方案。

三、新能源汽車-前瞻方向：以無限充電技術(shù)方案應(yīng)用為載體，聚焦應(yīng)用大方向。結(jié)合IOT物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，積極建設(shè)無線充電熱點(diǎn)和構(gòu)建生態(tài)圈，搭建公共運(yùn)營服務(wù)平臺(tái)，成為以“充電”為入口，以出行為場(chǎng)景，成為公共充電平臺(tái)服務(wù)商。這個(gè)階段主要以高功率技術(shù)為方向，積極搭建公共運(yùn)營后臺(tái)。

通過以上三個(gè)不同階段的發(fā)展，結(jié)合高鐵行業(yè)在生產(chǎn)設(shè)計(jì)、運(yùn)維方面的特點(diǎn)，可以推測(cè)預(yù)測(cè)到高鐵在這三個(gè)階段都有參與發(fā)展的潛力需求。

首先，智能家居引領(lǐng)關(guān)鍵行業(yè)-模組領(lǐng)域

一、動(dòng)車組生產(chǎn)設(shè)計(jì)：

提供了眾多的乘客接口，如座椅充電、行李架照明、收音機(jī)、咖啡機(jī)、語音廣播、娛樂影音等。此些地方使用無線充電技術(shù)將給乘客的體驗(yàn)、乘務(wù)人員的使用、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來巨大的便利。基于此方面挑選大眾能接觸且理解的應(yīng)用點(diǎn)做簡短討論：

（1）座椅充電使用無線模組方式，可以簡便旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)走線變得簡單，可將座椅的生產(chǎn)進(jìn)一步模塊化，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約設(shè)計(jì)成本、節(jié)約設(shè)計(jì)周期、降低生產(chǎn)成本、降低工藝成本、降低部件成本。

（2）廚房設(shè)備使用無線模組方案，可以使臺(tái)面更渾然一體，結(jié)構(gòu)外側(cè)無需預(yù)留電能接口，在整體上提高美觀度。降低設(shè)計(jì)過程中多職能交叉，可以讓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員不在陷入美觀與功能的兩難選擇?？梢允箯N房整體的設(shè)計(jì)更加模塊化，提高設(shè)計(jì)效率，節(jié)約設(shè)計(jì)成本、降低成產(chǎn)成本、降低工藝成本、降低部件成本。

（3）行李架的照明使用模組方式，可以簡化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，簡便走線、簡便生產(chǎn)工序。

二、車組運(yùn)維方面：

（1）座椅傳統(tǒng)插頭為裸露式，具有乘客用水漏電的風(fēng)險(xiǎn)。無線充電采用非接觸供電方式，可以很完美避免此類安全隱患。

（2）傳統(tǒng)插座無法避免乘坐人員私自使用大功率電器，導(dǎo)致安全風(fēng)險(xiǎn)。無線充電具有自動(dòng)限功率功能，可以避免過負(fù)荷的操作，智能避免過載風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)降低乘務(wù)人員安全檢查心理與體力工作量。

（3）傳統(tǒng)廚房設(shè)備需要使用有尾設(shè)備，總成廚房總體不美觀，雜亂，容易造成。在清潔工作受到影響，具有一定的安全隱患。使用無線充電的無尾電氣可以做到外漏無接觸使用，沒有錯(cuò)綜的線纜，表面整潔，避免了碰倒?fàn)C傷等隱患。

（4）傳統(tǒng)音響、照明采用電源信號(hào)線直連方式，運(yùn)用過程中，損壞更換工序繁瑣，拆裝容易造成其他方面的二次損壞。如果采用無線供電方式，可直接將損壞處的受流模塊更換即可，無需考慮布線及大量的拆裝工作。

其次，工業(yè)應(yīng)用重點(diǎn)領(lǐng)域-磁共振技術(shù)為方向

動(dòng)車組在整體設(shè)計(jì)過程中，在旋轉(zhuǎn)、運(yùn)動(dòng)部件位置的監(jiān)控與測(cè)試，電能的解決一直是一項(xiàng)技術(shù)瓶頸。例如高速振動(dòng)旋轉(zhuǎn)的走行部的監(jiān)控與測(cè)試，高速運(yùn)行的弓網(wǎng)受流關(guān)系，安裝條件限制的優(yōu)良測(cè)試方案等。

（1）旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部件直連式監(jiān)控與測(cè)試：

采用磁共振進(jìn)行空間多方向、大功率磁共振技術(shù)，為以上的技術(shù)難題提供了一種解決思路。信息采集傳感器的供電與傳輸均采用可靠的無線方式，這就解決了車組監(jiān)控設(shè)備的安全性，同時(shí)提高了整個(gè)車組的安全。

（2）接觸式的傳能方式：

高速運(yùn)轉(zhuǎn)的部件之間的受流如弓網(wǎng)、碳刷電機(jī)等，都會(huì)存在磨耗與電火花等技術(shù)性難題。使用無線供電的方式，可以解決以上難題，且能做到通斷電便捷，且無電弧與磨耗等技術(shù)難題。能在很大程度上降低運(yùn)維的需求。

最后，新技術(shù)前瞻方向

作為設(shè)備提供商，應(yīng)著力于采用新技術(shù)提高用戶的體驗(yàn)感。動(dòng)車組作為公用交通工具，可結(jié)合現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展技術(shù)，打造一種提供電能服務(wù)的運(yùn)營方式。

（1）電能服務(wù)現(xiàn)狀：

現(xiàn)有用戶出行電能服務(wù)，最知名的產(chǎn)品莫過于街電，它采用了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，方便大家出行的用電需要，做到了隨用隨充。但需要用戶通過攜帶充電線的方式進(jìn)行服務(wù)，如果能做到無線充電，則將用戶的電能服務(wù)推向更高一層。

（2）公共交通工具動(dòng)車組的需求：

動(dòng)車組作為出行的重要交通工具，越來越受到權(quán)重的需求，在乘坐動(dòng)車組出行的過程中享受到無線電能服務(wù)將會(huì)是一種更加貼心的服務(wù)。

（3）多樣穿戴用品未來電能：

現(xiàn)在越來越多的電子類穿戴用品為人民所喜好，它們提供娛樂、學(xué)習(xí)的功能過程中，頻繁的低電告急，已經(jīng)成為人民對(duì)電子產(chǎn)品的最大詬病。但是多樣的充電接口為電能提供設(shè)置了很多的障礙。使用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的無線充電解決充電接口問題。

（4）隨用隨充到邊用邊充的需求：

眾所周知，電子產(chǎn)品在進(jìn)行充電時(shí)，需要使用充電線，且僅能做到單點(diǎn)充電，且在充電過程中不便于使用。在人員密集的公共區(qū)域，可通過磁共振技術(shù)可以為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)距離，一對(duì)多的無線充電功能。可以做到所有的電子設(shè)備邊用邊充功能。

在動(dòng)車組內(nèi)作為有個(gè)小范圍的公共場(chǎng)合，依托互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展完全可以采用此項(xiàng)技術(shù)為乘客提供電能服務(wù)。同時(shí)在人口密集的公共場(chǎng)合如公園、飯店、商場(chǎng)、公司服務(wù)大廳等場(chǎng)合均可以采用此技術(shù)為人們提供感覺不到的高品質(zhì)電能服務(wù)。

公共場(chǎng)合的電能服務(wù)預(yù)計(jì)會(huì)像現(xiàn)在的街電行業(yè)一樣，催生出一個(gè)后臺(tái)的電能運(yùn)營平臺(tái)，包括服務(wù)器、服務(wù)終端、管理軟件、運(yùn)營模式等，屆時(shí)人們將在一個(gè)感知不到的環(huán)境內(nèi)，邊用邊充。

結(jié)束語

無線充電小功率近距離技術(shù)已經(jīng)成熟，可以用于普通民用電能服務(wù)，而大功率遠(yuǎn)距離的無線充電技術(shù)也正在快速成形?，F(xiàn)在隨處可見的街電就是對(duì)邊用邊充技術(shù)的最強(qiáng)烈的呼喚，無線充電必將成為時(shí)代的必然趨勢(shì)，未來無線充電應(yīng)用的機(jī)會(huì)市場(chǎng)將集中在智能家居、智慧家電、AGV行業(yè)、機(jī)器人、無人機(jī)、新能源汽車等方面，期待著無線充電在高鐵行業(yè)的普及，助力新一代智能高鐵。高密度電池技術(shù)與無線充電技術(shù)將共同組成未來電能服務(wù)的主要技術(shù)。