手机无线充电技术市场及未来趋势分析

宋佳昕　史高峰　李蕾

[摘要]目前，手机用户已突破全世界总人口的2/3，智能手机变得越来越大众化，然而手机电池电量损耗快和充电需繁多充电线却给消费者们带来不好的消费体验。文章针对手机无线充电技术国内外发展现状、技术分析、市场分析等角度出发，主要分析电磁感应无线电技术优势与缺陷以及这项技术能给消费者带来的便利和该技术未来及发展趋势。同时预测未来将会在公共场合出现和普及无线充电技术，很大程度地解决手机户外充电需求，使所有“缺电”用户都能得到方便快捷、即充即用、高效便捷的服务。

[关键词]手机;无线充电;电磁感应;市场分析

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2019.25.061

1前言

随着人们生活品质提高和科技的迅速发展，以智能手机为代表的电子产品如雨后春笋般地进入了千家万户，提高了我们生活水平，也为我们的学习、工作、生活带来便利。近几年来，智能手机呈现出功能化、多样化、人性化的发展，从生活中的日常联系到大型商业活动，手机将我们生活的各个环节填满，无一遗漏。伴随着4G网络的普及和5G网络技术的开发，手机的功能更加丰富，从之前的短信电话简单几项功能的普通手机到现在的看电影打游戏无所不能的智能手机。虽然手机的发展极大地方便了我们的生产生活，但是因功能多样化所带来的电池损耗量急剧增加，使得大部分人每天要最少充一次电。

从目前的调研发现，电池的制作技术难有突破的进展，全世界平均手机的CPU升级是每月升级一次，而手机的电池最大容量10年才能翻上一番，并且有相当一部分消费者更愿意使用小屏幕手机，这极大程度上增加了手机开发商的开发难度，除此之外，中国发达城市的人均手机拥有量为两部（这不包括其他电子产品），并且相当一部分人在拥有多款手机和多种电子产品时，数据线更是被随意乱放和随意使用。从上述的调研结果可以看出，简单快捷的无线充电技术是未来发展趋势。

2无线充电国内外发展现状

目前无线充电技术和专利大部分由国外企业掌握，整个产业链中，技术壁垒高、利润高的芯片部分基本被国外企业垄断（约占总利润的30%），接触面的磁性材料和感应线圈，中外企业能达到平分秋色的效果，而利润最低的模具制造环节，主要参与者基本为国内厂商，该环节的利润约为5%左右。总体来说国内的总体研究起步较晚，主要还停留在理论阶段和实验室范围内，没有相对成熟的产品，也没用具有一定特点的产品。

3无线充电技术分析

无线充电技术有以下三种主要传输电能方式：电磁感应方式、电磁耦合方式、磁共振方式。目前，在市场上使用最多的就是电磁感应技术的充电方式，其他两种技术复杂，所需研究攻克问题较多，制造成本较高，所以并未大规模的在市场上进行销售。下面介绍电磁耦合方式，同样是利用磁场来产生电能，其相比较电磁感应技术来说，电磁耦合方式具有三方面的优势：充电距离较远并有一定的自由度、产品体积更小更易贴附桌子或其他公共场合、电池的温度提高速度远远低于电磁感应技术的电池。虽然电磁耦合技术有以上三个优点，但是其也有劣势;成本高、研究开发支持者少，不利于在市场上大规模普及等。最后来分析下磁场共振方式进行无线充电，它适合具有超远距离较大功率的充电需求的充电产品，其转换效率相比较于电磁感应式传输方式偏低，并且直至目前，安全与健康问题还未解决。目前三种主要的无线充电方式中，传输转换效率最高的，性价比最高的就是电磁感应式无线充电方式。

文章将侧重于介绍电磁感应式无线充电，其原理是利用电磁感应技术传输电能方式，即在空间形成变化的电磁场将发射端的电能传输到接收端的手机电池上，通过电磁感应线圈使磁能转化为电能，在这个过程中要求充电设备和被充电设备间必须充满磁场，从而在磁场和线圈中才能产生电流和电压，最终实现给手机充电的目的。虽然手机与手机间没有实际接触，但是通过磁场将两个设备进行相连接并转化产生“无形的连接线”达到充电效果。电磁感应充电方式的好处，实现一个充电设备可以给对应多个被充电设备，并且实现成本很低，安全性相比其他两种充电技术高得多。

4无线充电消费市场分析

根据IHS在2015年的统计显示，无线充电技术在美国、英国和中国的市场认知度为76%，比2014年同期的36%翻了一倍。中国大部分无线充电消费在东部地区，广东省为搜索和消费最频繁的地区，消费者年龄段50%以上为30～39岁，随着无线充电技术便捷性、兼容性等特点日益凸显，这种新型充电技术将会越来越受消费者关注，市场购买量一定会有大幅度提高。

未来的无线充电技术发展将从三个方面进行展开延伸，第一，产品外观上做到差异化，消费者的消费需求从被动接受到主动需求，未来的大部分企业将从产品的外观着手，将产品融入于消费情景中，给予消费者直观的消费体验。第二，未来发展趋势支持多台智能手机设备高效率充电。之所以电磁感应无线充电技术能最广泛地应用于市场，是因为其主要特点是电磁感应无线充电技术同时能给多个设备充电，在未来的咖啡厅、快餐店、KTV等社交场合，这些消费场景将会是大多数消费者所能接受的。第三，快充的技术研究。虽然电磁感应技术是高效率低損耗的电能传输方式，但是目前无线充电最多只能达到9W功率实际运行，在这一方面，电磁感应充电技术无疑是缓慢的。

5未来要解决的问题

当前无线充电技术有许多问题还没能得到很好的解决，主要体现在两个方面：其一，虽然世界上有了无线充电标准Qi、A4WP、PMA三种，但是这三重标准增加了其产品的不确定性，并且现在开发使用无线充电技术的国际和企业占少数，很容易出现个别企业垄断整个行业，制定对自己有利自身发展的行业标准。其二，无线充电的传输距离以及传输效率问题，文中所重点研究的电磁感应无线充电技术因需要产生磁场，由磁场来传输电能，虽能节省成本，保证安全，但是在一定程度上缩短了充电距离，虽然没有产生物理连接，但是无形的线在束缚着充电手机，这样的无线充电会非常“鸡肋”。

6结论

现阶段，国内外关于手机无线充电的技术还不成熟，相关标准也未能达到统一。文中指出了三种主流的无线充电技术。通过实际应用和分析选用电磁感应技术，以此实现对手机进行短距离无线充电，并创新的提出无线充电桌的概念，较好地利用了电磁感应充电技术一对多、短时间内大部分人学习工作场景单一特点。电磁感应技术在现阶段家用小型无线充电技术中较为常用，并且成本较低。虽然使用电磁感应技术给手机充电，存在充电工作有效距离短，充电时间长、充电效率低等缺陷，但是相信随着今后新技术新材料的不断发展，手机无线技术会有更新更大的突破，从而提高手机用户外出或居家使用的便捷性。

参考文献：

[1]王西平.电磁感应技术在手机无线充电中的应用[J].电子技术与软件工程，2018（19）：112.

[2]贾红梅. 手机无线充电系统的研究[D].马鞍山：安徽工业大学，2017.

[3]唐曼玲，包桦楠，何清，等.手机无线充电技术综述[J].电子世界，2018（8）：91.