个人便携电子设备的续航问题已经成为电子产品发展的瓶颈了?
最早听说到能源的无线传输,是来自于伟大的尼古拉。特斯拉。这位人类现代科技的真正奠基人,创造了无数现在都难以完成的技术。遗憾的是,这位科学巨匠似乎并不适应在地球上的生活,大部份的研究成果都被政府埋没,科学界也在刻意的将他的贡献隐秘化。如今留有他名字的,只有“特斯拉线圈”为人所知。
特斯拉对电能的开发达到了史无前例的高度,他的许多设想和装置,甚至现在都无法完成。他完成了高压电的远距离无线传输,并且实验成功,只是成果都神秘的消失了。他提出在地球上,电能是取之不尽,用之不竭的,并且随时随地的应用,不需要任何人向任何组织支付费用,就像水一样。也许,正是这一点,触动了隐藏在这个世界背后的利益集团。使得他的绝大多数发明没有浮出水面。
那么,今天我们提到的无线充电,并不是高压或超高压的电力传输,而是与我们生活息息相关的手机充电。纵观如今消费电子设备走向,皆向小型化,智能化,高度集成化发展。从手机的发展情况上就可见一斑。如今的手机,已经集MP3、MP4、电子书,以及简单文档处理、翻译、邮件、游戏、娱乐等等功能于一体的强大个人数字终端。以目前纳米技术的发展速度,更加强大的功能,还会日新月异的加入的这个小小的通话器当中。
为了使用户有更加好的体验感觉,手机的显示屏技术也逐年增强,从电阻到电容,从单点到多点,从低像素高分辨率。个人数码终端对于显示效果的要求,越来越高。2010年3月,三星发布的I9100,采用自主研发的新一代SuperAMOLED屏幕,相比已经很优秀的AMOLED屏幕更上一层楼。在屏幕亮度上比AMOLED屏幕增强了20%,也降低了屏幕的厚度,同时在阳光直射的情况下也会有非常好的显示效果。这样级别的产品线,必然对整个行业显示屏技术研发,产生急速催化的作用。
在这样的背景下,产品的耗电量也急速飙升,从非智能机时代的三五天充一次电,到今天的天天充。个人便携电子设备的续航问题,已经成为电子产品发展的瓶颈。但是,在更强大的电池出现之前,这个问题必将困扰电子行业许久,既然无法避开,是不是可以让充电的过程更加方便,更加容易呢?
无线充电进展顺利
无线充电是2011年最激动人心的前沿技术之一,它可以让所有手机不受电线的羁绊,人们也不用为忘带充电器而烦恼,既方便实用又绿色节能。基本需要一天一充的智能手机与无线充电看起来就是绝配。综合多位专家披露的信息,无线充电已经解决了辐射、充电效率、设计等三大瓶颈,长期综合成本也在下降。
“充电不用线,出门不用带充电器”。这一梦想离生活越来越近。无线充电技术预计半年内将进入国内市场实战阶段。对于无经设备的辐射问题,经过大量例证表明无线充电的辐射处于安全范围,。准入制严格的日本、欧洲已经允许无线充电设备在人流密集的公共场所投入使用,国内多家检测机构也正对一些无线充电设备进行安全检测,工信部属下的检测机构将建立准入门槛,今后消费者将用上通过权威认证的设备。长远来看能为用户节省开支,充电速度与有线方式不相上下。
目前无线充电的普遍效率为70%,如果手机直充2小时可以充满,无线充电则需要2个半小时,但无线充电不会存在过度充电问题,一旦充满立刻停止,对节能降耗更为有利。
香港无线联电科技公司首席技术官蔡焱介绍,测试发现无线充电设备为苹果iphone4S充电,速度比原配器更快,可见无线充电效率随着技术成熟还能进一步提升。
增加无线充电功能的手机,其厚度、外观都完全不变。业内人士表示,目前越是拥有3.5寸以上大屏幕的手机,增加无线充电功能越容易,在工业设计、内部元器件布局方面都比较轻松。统一标准兼容各类手机不同品牌的手机都可以使用同样的无线充电设备。无线充电国际联盟去年10月推出全球标准Qi,就像蓝牙设备统一标准一样,今后任何一个带Qi标志的充电板,都能供带Qi标志的各品牌手机、平板电脑等移动设备充电。
目前,北京中关村已有3家咖啡馆提供免费无线充电服务,人们将三星等带Qi标志的手机放在指定区域,就能自动充电。
美日等发达国家已开始普及
上月在日本举行的全球消费电子展上,无线充电国际联盟展示了其成员企业开发的60多款无线充电器。三星、HTC、LG等主要厂商均推出带无线充电功能的手机,苹果iphone则可以通过外加一个保护套实现无线充电。
在日本,当地手机用户已可在东京等大城市的医院、连锁咖啡店使用无线充电。北美市场也进入普及期,美国主流运营商VERIZON正在全面推广该项服务,加拿大的温莎机场和部分医疗中心均为等候
更深入的无线充电领域
无线充电即将进入快速发展期,是参与论坛各方的共识。据透露,最先推出无线充电功能的中国手机可能是飞利浦,华为等厂商也正在进行设计研发。此外,目前长安、奇瑞、吉利等国产汽车品牌均已将Qi标准的无线充电设备镶嵌进汽车,便于人们在行车途中给手机充电。
在经过2011年的发展后,未来的一年,似乎要进入到科幻般的电子产品世界,人们不再为智能手机的高耗电率而担心、纠结和无奈。随时随地,你的手机、电子书都在自己充电。加之明年可随意折叠的软性OLED屏幕的加入,你能想象那时的生活,是怎样的一番景象吗?
(一)产品售后服务不够完善
首先由于锂电自行车渠道方面发育程度低,产品的售后服务并不完善,解决消费者的后顾之忧仍然有一定的空间。造成这一问题的因素有很多,锂电自行车与锂电池企业的售后服务网络少,消费者有问题找不到地方修;锂电自行车售后服务配件少,锂电池维护必须拿回工厂维护;此外,用于维护的备用锂电池少。另外,售后服务的不及时、售后人员业务不熟练等原因都是造成消费者对锂电自行车存在后顾之忧的原因。
(二)锂离子电池组的安全性和质量的稳定性
锂离子电池组的安全性是锂电自行车发展成败的关键。目前锂电池技术方面存在过流、过充、过热,挤压、针刺、短路等几大问题,因此,要提高锂电池的安全性,必须从这几方面着手。另一方面,锂离子电池单级质量的稳定性是制约锂电自行车推广的根本原因。目前需要解决的问题有:锂电池内电阻一致性、锂电池内电压一致性、锂电池电容量一致性;其次,锂离子电池组装配工艺的可靠性是影响锂电自行车推广的重要因素,其中包括:锂电池组焊接的可靠性、锂电池组保护系统焊接的可靠性。目前,电动自行车用锂电池产品采用的标准为QB/T 2947.3-2009《电动自行车用蓄电池及充电器第3部分:锂离子蓄电池及充电器》,在这一标准的基础上,锂电池产品的通用性、互换性、一致性等仍需要得到进一步规范。
(三)锂电自行车渠道的完善性
锂电应用于电动自行车的时间并不长,生产锂电自行车的技术门槛也相对较高,因此,锂电自行车的价格一直居高不下,影响了其销量的增长。目前锂电自行车的市场相对于铅酸车来说相对较小,而专业销售锂电自行车的代理商也并不多,渠道网络的拓展与完善依然是目前锂电自行车发展的重心。由于国内市场需求的有限性,需要锂电自行车产品有合理的利润来支持渠道的发展,避免与铅酸车市场一样打价格战,并在此基础上要有再投入的部分。在保证锂电自行车渠道的完善性上,售后服务的有效性的最关键因素,其中包括:整车和零部件的保修承诺、整车和零部件维修更换的及时性、售后服务的主动性和有效性。除此之外,渠道商还肩负着推广锂电自行车的重任。
(四)锂电自行车产品价格偏高
目前锂电池电动自行车的价格普遍比铅酸电池电动车高出几百元到一千元,大多数消费者难以接受与铅酸车如此大的价格差距,因此销量并不大。锂电自行车虽然有明显的优势,但锂电成本导致的价格居高不下,成了制约其发展的最大因素,一组36V锂电池在国内市场售价为1500元左右,加上配件等,一般生产成本在2800元以上,若再加上营销等其他成本,其价格还远不止这个数字,现北京市场上销售的锂电车普遍价格为3200-3800元。业内人士认为,锂电池轻巧、环保,废弃后不会产生环境污染,一旦应用技术成熟,市场销量加大,锂电池电动自行车的价格肯定会降下来。
四、电动自行车用锂电池发展前景分析
(一)锂电自行车将逐渐普
及目前被看好的电动自行车用新电源有3种:锂离子蓄电池、氢镍蓄电池、锌空气电池,而锂离子的发展前景被普遍认同。在安全性好、循环性能好、比容量高的新型价廉正极材料的发展的推动下,电动自行车车用的锂离子蓄电池已接近实用。有几家公司已可提供较成熟的、装有电池管理系统(BMS)的电动自行车车用锂离子蓄电池。也有专门生产车用锂电池的蓄电池的电动自行车的厂家。很多业内人士认为,电动自行车用的锂电池将是首先商业化,成为大批量在车上使用的动力型电池,它将是继铅酸蓄电池之后所占比例较大的实用化电池,也将成为用于高端电动自行车产品的电池。业内人士表示,节能环保是电动自行车的发展方向,随着技术的进步,锂电池电动自行车有望取代目前的铅酸电池电动自行车。锂电池轻巧、环保,废弃后不会产生环境污染,一旦应用技术成熟,市场销量加大,锂电池电动自行车的价格肯定会降下来。
(二)锂电自行车行业环境变化
近几年来,政府加强了对电动自行车管理,将部分电动车产品列入了“超标”范畴,这使得电动车轻量化趋势得到进一步推动,特别是今年3月份,国家四部委联合发文限期淘汰“超标”电动车,更使这一政策对部分企业造成影响。在这一大环境下,锂电自行车的优势得到了充分体现,轻便、小巧的锂电自行车在全国范围内淘汰“超标”电动车的背景下,得到了更多消费者的认可。并且,在完全符合国家标准的前提下,锂电自行车市场必将会得到更进一步的增长。另一方面,今年以来,国家加强了对铅酸蓄电池生产企业的管理,对全国大多数铅酸蓄电池企业进行整顿,截至2011年7月31日,各地共排查铅蓄电池生产、组装及回收(再生铅)企业1930家,其中,被取缔关闭583家、停产整治405家、停产610家;有252家企业在生产,80家在建。铅酸蓄电池被全面整顿,一方面说明铅酸电池在某些方面存在着缺陷,另一方面也说明,电动车行业急需寻求一种更新型、更环保的电池产品,而锂电池便是其中最好的选择。
(三)锂电自行车产品附加值
锂电自行车产品附加值将在五年内得到明显提升。锂电自行车产品的附加值体现在以下几个方面:锂电池的安全性与一致性、锂电自行车的一次充电续行里程与锂电池的使用寿命、锂电自行车的轻量化、锂电自行车的智能化技术与传感技术,此外,锂电自行车的售后服务等方面也是产品附加值的重要一部分。随着电动自行车用锂电池产品的发展,锂电自行车产品也将逐渐走向成熟,因此,唯有掌握锂电自行车核心技术,才能真正有效地提升其产品附加值。未来几年内,锂电自行车将不断提升产品档次,不断开发迎合市场需求的产品。
五、电动自行车用锂电池行业发展趋势
(一)质量提升与技术突破。锂电池的技术不成熟性使得锂电产品的安全性存在缺陷,以及价格居高不下,从而影响了锂电自行车的普及率,因此,未来几年内,锂电自行车的发展趋势为技术突破与成本控制,而锂蓄电池安全控制技术和充电技术的提升将进一步提高锂电自行车的安全性和可靠性。
(二)高速电机在锂电自行车上的应用。高速电机通常是指转速超过10000r/min的电机。它们具有以下优点:一是由于转速高,所以电机功率密度高,而体积远小于功率普通的电机,可以有效的节约材料。二是可与原动机相连,取消了传统的减速机构,传动效率高,噪音小。三是由于高速电机转动惯量小,所以动态相应快。高速电机在锂电自行车上的应用将是今后锂电自行车发展的趋势之一,这一应用将有效地提高锂电池的使用寿命,并提高电机效率。
(三)智能传感技术的发展与应用。智能传感器是指由微处理器(或微计算机)及相关电路组成的传感装置,智能传感技术的发展与应用将增加锂电自行车的高科技含量,使电动车更智能,骑行更便捷,智能传感技术包括:力矩传感技术、霍尔传感技术,以及光电传感技术。
(四)锂电自行车的轻量化发展。锂电自行车相对于铅酸车来说,拥有显着的轻量化的特点。在此基础上,今后锂电自行车的这一特点将更加明显,采用轻型材料的锂电自行车将更加轻便小巧。其中,轻型材料主要有:铝合金车架、碳纤维车架、镁合金车架、钛合金车架等。
(五)锂电自行车市场需求变化。锂电自行车产品将在未来几年内得到更多消费者的认可,市场需求将加速扩大。主要销售区域为各省会城市与沿海发达地区,这部分区域的消费者对锂电自行车产品有一定的了解,且城市化程度高,对轻便电动自行车的需求旺盛。另外,平原或小丘陵区域也是锂电自行车的主要市场。锂电自行车的主要消费人群为白领阶层、离退休老同志、学生等,随着锂电自行车产品的普及,主要消费人群将会进一步扩大,逐渐覆盖所有年龄段、多数职业的消费者。
业内人士表示,在今后相当一段时期内,锂电自行车是中国电动两轮非机动车的发展方向,是电动自行车生产企业产品结构调整、产品技术进步的重点,是企业掌控电动自行车核心技术、增加产品附加值的关键产品,是企业把控电动自行车市场制高点,在激烈市场竞争中立于不败之地的最佳产品选择。