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无线充电的混乱局面即将结束

作者:
黄耀鹏
时间:
2014-12-22 15:50:46

  

自从尼古拉·特斯拉在纽约长岛建立的沃登克里弗塔项目烂尾以后,全世界还从未对电能隔空传输技术如此激动过。即使2006年麻省项目小组以“谐振式电磁感应”点亮3公尺以外的灯泡,也无法与之相比。后者不过是前者的超级缩水版,而时间则晚了一个世纪。

  不过麻省的努力,还是让世人第一次看到了该技术可信的商业化应用前景:电动车(EV)和便携电子设备的无线充电。从去年到今年,这项技术已经在量产车上接近实用化。热潮由EV和电子产品相关企业的竞争所引发。

  领先的WPC  

  在无线充电技术上考验技术前瞻力,注定达不到目的。即便刚入行的电子技术助工,也能感觉到各个厂家开发无线充电技术的热情。和以往的竞争套路一样,与储能技术沾边以及不沾边的厂家纷纷抢占技术制高点——标准。

  它们纷纷组建、拉拢、投身于各种技术联盟。在联盟之间彼此竞争的结果,却拖慢了无线化进程,这是评论界始料未及的。

  距离最近的电子技术标准竞争莫过于Blu-ray、HD-DVD以及VHS与Betamax之间的争斗,最后蓝光和HD平分天下,而后者消失。标准的混乱影响到技术进步其实非常罕见,研究机构IMS Research的分析师杰森·德普劳克斯认为,这是由于EV无线充电涉及的组织数量更多。

  2008年年底在中国成立的无线充电联盟(WPC—Wireless Power Consortium)是最具影响力的产业集团。它目前拥有138家成员,仍在源源不断地增加中。目前应用最广泛的,也是该联盟的标准。据悉,已经用在120种产品上面,其中34种是手机产品,而电动车则为5种。不过,这已经是诸多联盟中最好的成绩了。

  这个联盟成员看似五花八门,中美日韩英德法俱全,所有联盟成员都各自拥有一个投票席位,但其中起到关键作用的还是日企,东芝、三洋、奥林巴斯、索尼事实上发起了这个联盟,并在一定程度上主导了技术路线。

  如果你对这个联盟掌握在日本人手中还有疑问的话,不妨看看WPC的标志:两个字母“qi”的变体。WPC称,“亚洲”哲学中,“qi”代表“元气”。这分明是日本人神道教和中国古代朴素哲学的大杂烩,现代中国人对此并不认同。

  目前无线充电的两大技术流派是磁感应技术和磁共振技术。而WPC在短距离无线充电方面是彻头彻尾的磁感应技术派,这项技术说来复杂,但其基本原理和电磁炉所使用的原理相差不多,因此,不妨称之为“电磁炉派”。

  引人注目的是,中日官方都事实上加入了该派。该联盟在中国成立,而国务院信息产业部则在2010年正式承认该国际标准,同时,信产部通信电磁兼容质量监督检验中心作为实体也加入了该组织。

  今年,日本经产省制造产业局官员吉田健一郎表示:“无线充电是提高纯电动汽车价值的关键技术之一,其探讨的重点正(从标准)转向如何在市场导入。”

  其发言看似与标准的倾向无关,但接下来,日本负责EV的无线充电标准化的副主任佐佐木邦彦称:“2015·2016年,各汽车厂商将开始推出无线充电功能。因此我们正加紧工作,争取在2014年内制定出标准。”

  据悉,WPC联盟正在敦促各国官方和汽车生产商尽快决定立场,显然意在巩固WPC已经取得的优势。

  WPC力主的“85KHz”充电频率,得到美国汽车工程师协会(SAE)的支持,而日本几个大的汽车企业,包括丰田、日产和本田也将“85kHz列为第一候选”。套用WPC高级技术主管戴夫·巴尔曼的话说,“各种类型的无线充电技术是可以统一的”。但WPC心目中的“统一”,是用WPC倡导的标准碾压处于下风的其他标准。

  

群雄并起

    

  不过,WPC并非无懈可击。在这个貌似强大的阵营中,缺少重量级企业的支持。三星虽然刚刚加入这个联盟,但它采取的是多面下注的策略,一方面发布了自己的标准,另一方面不放弃加入暂时强势的联盟。而苹果则奉行“孤立主义”,只醉心于自己的技术标准,它自行提交了无线充电技术专利申请。

  握有核心技术专利的高通、英特尔、RIM等芯片企业尚未直接表态,这成了WPC的心病。WPC利用一切论坛和发布会机会,强调自己的开放性,尤其是新加入的企业权益和创始企业完全相同。

  电源事物联盟(PMA—Power Matters Alliance)一直作为WPC的竞争者存在。宝洁旗下的电池制造商金霸王和无线充电技术公司Powermat联合组建了这个联盟。

  这个联盟的成员数量在70家左右,大多数为手机企业,如宏达电、LG及华为等,AT&T、谷歌和星巴克三家公司和美国联邦通讯委员会(FCC)位列董事会成员。

  这个硅谷味道颇为浓厚的技术联盟,目标一直是组建手机充电全球性标准。在2010年,这个企图险些实现,但随着摩托罗拉转卖手机部门和谷歌对于手机硬件制造兴趣不再,当年令美国消费者趋之若骛的标准,目前处于守势。对于汽车无线充电,该联盟仅限“技术上支持”,缺乏为其站台的主机厂家。这一局面被伟世通所打破,这家通用长期的供应商为凯迪拉克2015款ATS、CTS轿车及凯雷德SUV车型研制的无线充电系统,可以安装在驾驶室的多个部位,该技术仍属于“电磁炉派”。只要统一了充电频率,WPC和PMA标准并不存在技术上的障碍。伟世通美洲副总裁阿尔伯特·法拉吉(Albert Faraj)称,“同时支持无线充电PMA及Qi标准,提高了该系统实用性。”伟世通的骑墙做法,不会令PMA尴尬,反而为其在EV充电领域保留位置提供了可能性。但评论界怀疑,除了通用和克莱斯勒,很难再有企业希望采用PMA标准。

  复杂的局面还在于,PMA的发起公司之一Powermat还是无线充电联盟(A4WP— Alliance for Wireless Power)标准的支持成员之一。

  三星和Qualcomm联手创立了A4WP,该联盟有40家成员。英特尔(Intel)的火线加入,为A4WP注入了活力。英特尔的芯片研发实力据悉有助于推动该联盟的推广。三星一直宣称,磁共振方案可以给用户带来更好的体验。

  三星制作的视频显示,一个符合A4WP标准的充电设备,可以同时给数个EV充电。而且,EV可以在一定范围内随意摆放,其充电感应装置“大致”朝向充电设备即可,不必像“电磁炉派”那样,必须把EV开到划定的磁感应平板圈内才行。

  三星还宣称,磁共振的充电能量效率和充电时间都符合“消费者的期待”,即为更有前途的方案。英特尔副总裁孙纳颐(Navin Shenoy)表示,该公司相信A4WP的规格将带来吸引人的消费者经验,并提供几乎是自动充电的新使用模式。

  英特尔旨在扩大针对的产品范围。目前这家企业正在从PC和笔记本的芯片生产商转型,进入EV充电领域,这符合英特尔的战略规划。

  而中国大连硅展公司推出的iNPOFi标准(invisible power field),正在崛起为第四标准。硅展公司宣称,该技术使充电系统实现了“零电磁辐射”,能耗更低,几乎不产生自发热现象。这是由单独一家公司推出的标准,虽然得到了一定程度的关注,但因为硅展公司推动产品实用上乏善可陈,因此除了网络推广外,还没有任何EV制造企业、芯片制造商的支持。虽然该标准昭示了自身技术先进,但在诸多标准中看起来前景最为黯淡。

  

高通的介入

  

  所有这些标准的拥趸,对英特尔最新的立场并没有特别的表示。与此对照,它们都对高通的动向非常敏感。后者由于在手机通讯芯片领域占据全球市场的60%,而被称为“无线技术的英特尔”。由于移动智能系统日益称霸各个领域(最新的殖民地是物联网和车载智能系统),高通公司声望与地位日隆,已经有超过英特尔的趋势,尽管直接拿两个企业比较不太恰当。

  因此,WPC、PMA、A4WP等联盟都极力拉拢高通加入己方阵营。高通在芯片技术的支持,将令无线充电技术突飞猛进,也能促进充电标准走向统一。

  高通的一名高管所指出的:“正如初期的智能手机存在电池耐用性问题一样,EV也肯定会遇到电池容量问题。”因此,高通正在“独自“开发无线充电技术,并且正在为实用化做准备。

  国际汽联筹备了两年之久的EV版F1——电动方程式世界锦标赛(Formula E)于9月13日在北京举行。在这项赛事中,EV的有线充电方式被彻底埋葬。不仅是雷诺、迈凯伦、宝马等参赛车辆,甚至为赛事服务的安全车(宝马i8)都摆脱了电缆的束缚。

  其背后的技术力量是高通公司在两年前推出的名为Halo无线充电技术,它属于磁感应技术,同样使用了电磁炉一样的充电板。只不过,它无须接触即可实现短距离充电。这是第一款专为EV研制的实用无线充电技术,而高通副总裁安东尼·汤普森(Anthony Thompson)认为,真正量产的无线充电技术车型将于2017年上市,这已经比当初高通收购奥克兰大学风险企业HaloIPT时的雄心勃勃倒退了很多,当时汤普森预测2014年即可实现。

  现在,这项技术仍然昂贵,这是阻碍它大规模使用的惟一障碍。高通已经为宝马的i3和i8研制了该技术。为了适应SUV的大块头和较高的离地间隙,充电垂直距离可以增加到250mm,最大可实现400mm的偏移。其充电速度可以媲美特斯拉的Model S的超级充电桩(线缆方案)。

  高通宣称,经过努力,电能损耗已降至10%,甚至5%。高通的充电板最大功率20KW。不过,高通并未固定充电频率。后者是WPC和A4WP联盟争执的焦点。高通设置在20-140KHz的宽频内都可实现。

  高通的Halo技术,相当于丰田投资的WiTricity以及日产聆风的结合体。前者就是麻省当年展示的磁共振技术,而后者则是磁感应技术。高通已经是国际汽联的官方赞助商,为Formula E掏出5000万欧元赞助费,高通高调地作为生力军,加入混战。预计很快将导致各方力量进一步失衡。

  和三星一样,高通是WPC的Qi标准和A4WP标准的双重会员。Halo技术的首鼠两端反映了高通的担心:尽管加入WPC的厂家越来越多,但高通仍然认为A4WP的技术有优越性,不会完全失败。高通甚至希望利用自身的影响力,使两大标准互相兼容。但双方的利益诉求上彼此对立,高通的努力可能遭遇挫折,这就是高通将量产技术推迟到2017年的原因——并非由于其生成的成本问题,而是由于高通还未彻底拿定主意。

  在评论界看来,涉及到EV充电标准的争夺中,最终拥有话语权的不是丰田、宝马等主机厂商,也不是索尼、奥利巴斯、三星等电子设备制造商,而在于高通和英特尔两家芯片制造商。

  它们只是将智能芯片领域的争夺拓展到EV的无线充电技术领域而已。这样一来,组建种种联盟的主机厂商很可能为他人做嫁衣。这是汽车产业界继被电商入侵之后,再次遭受芯片厂商的侵略。从长远看,这是重塑业界生态的又一个“界碑”。

  主机厂商的狐疑情绪,可能进一步拖慢了标准争夺的结果。但胜利的天平正逐渐地、不可逆转地向Qi标准倾斜。在高通介入后,无疑加快了这一进程。EV无线充电技术的混乱局面行将结束,真正的驱动力量则来自于用户提升体验的要求。

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