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“充電”的概念將被徹底改變，原因在于業界出現了具有較長的使用壽命并可以快速充電的鋰離子電池，而且非接觸充電技術也得到了較大發展。為了延長電池每次充電后的使用時間，充電電池正朝著更大容量的方向發展。而在以往，充電時間需要數小時的大容量電池的壽命通常只有2年左右。 壽命長且可快速充電的電池的出現也為電子設備的設計帶來了新的選擇。比如，設計工程師可以選擇小容量的電池，通過頻繁充電來解決容量不足的問題，只要電池的壽命夠長，就無需在設備的使用壽命期內更換電池。 將上述電池與非接觸充電技術相結合，就能夠開發出可以隨時隨地進行充電的新設備。此類設備的出現也將促使非接觸充電的基礎設施得到完善。相應的設備與充電基礎設施的共同發展將能形成新的市場，產生驚人的利潤(見圖1)。實際上，壽命長且可快速充電的電池與非接觸充電技術的研發已頗為活躍，在各行業內，利用此類技術所開發的充電基礎設施及各種設備也越來越多(見圖2)。 圖1 快速充電與非接觸充電技術將改變設備 圖2積極開發使用新充電電池與新充電方法的設備 *圖中的紅色標記符表示汽車與工業設備領域，綠色標記符表示便攜設備領域 電動汽車是新技術的試金石 面向電動汽車領域進行的鋰離子電池的開發工作，催生了壽命長且可快速充電的電池。自2004年登場以來，這類電池先是廣泛應用在電動工具及工業設備上，到2009年可能會正式應用于混合動力車及電動汽車。 汽車生產商將于今后的1年"2年內正式投入電動汽車的研發。為了大幅減少汽車的二氧化碳排放量，日產汽車企劃/先進技術開發本部技術企劃部資深專家上田昌則認為：“開發完全不排放氣體的電動汽車勢在必行。”其它多家汽車生產商也都持相同觀點。 例如，三菱汽車將于2009年7月開始銷售電動汽車iMiEV，公司計劃在推出后的第一年生產2000輛，第二年生產4000輛，之后將逐漸擴大到年產2萬輛。日產汽車也計劃于2010年在日本和美國、2011年在中國銷售電動汽車，到2012年則計劃推廣到世界各國。就連在電動汽車研發方面不太積極的豐田汽車(該公司是混合動力車市場的領先者)也表示將于2012年進入電動汽車市場。 要擴大電動汽車的市場，就必須加大充電站等基礎設施的建設。目前開發的電動汽車用鋰離子電池的能量密度僅為100Wh/kg左右，還不到筆記本電腦與手機中采用的鋰離子電池的一半。這主要是因為，與便攜設備相比，用于電動汽車的電池更注重安全性與使用壽命。目前，受限于充電電池的成本與外形尺寸，電動汽車每次充電后的續航距離最多也不過100km～200km，僅為引擎車的1/4左右。 充電基礎設施的完善是電動汽車獲得普及的重要前提。實際上，企業與地方政府共同完善充電基礎設施的行動正在世界各國如火如荼地開展著，其中最為突出的就是美國Better Place公司。該公司與以色列、丹麥等國的政府聯手，正在積極準備建設用于電動汽車的充電基礎設施，僅在以色列就計劃將建設50萬座充電站。 如果充電基礎設施能夠得到進一步的完善，那么對于用戶來說，電動汽車每次充電后的續航距離就不再是問題。到時，用戶更關注的將是電池的充電時間及充電方式，這將導致電池開發過程中的思維轉換。以往為了延長續航距離而拼命提高電池能量密度的做法不再可取，對于開發者來說，更重要的是降低電池的成本及明確相應的產品定位。 共振式非接觸充電技術值得期待 用戶一旦認可了在較短時間內對電池進行反復充電的使用方式，那么，對于非接觸充電的需求就會越來越多(見圖3)。自動搬運設備通常會以固定的頻率反復啟動、停止，因此，業界正在開發無需人工充電，而通過非接觸充電技術進行充電的設備。在電動汽車方面，如定期行駛的巴士等也已經開始進行非接觸充電系統的實驗。 圖3 目標是在移動中進行充電 目前，已實用化的非接觸充電系統主要采用電磁感應方式，也就是通過一個線圈給另一個線圈供電。但是，電磁感應式非接觸充電系統存在以下三方面的問題：首先，當位置發生偏移時，會導致充電效率下降；其次，有異物進入時，會出現局部發熱的情況；最后，電磁波及高頻方面的防護也不易解決。因此，電場或磁場共振式非接觸充電系統的開發在近期更為活躍。例如，日本竹中工務店正在開發的電場共振式非接觸充電系統就可以解決電磁感應式系統中的局部發熱及電磁波和高頻防護等問題。 此外，麻省理工學院(MIT)于2007年6月曾公布了其對于磁場共振式非接觸充電技術的研究。如果這項技術進展順利，那么就有可能進行空間全方位的電力傳輸。應用該技術，電動汽車將可以在行駛過程中通過道路或護欄進行充電。 也將影響到電力系統 電動汽車的普及還可能產生新的商機，這就是電池的再利用。隨著充電次數的增加，電池的容量及輸出功率都會越來越小，使其無法再用于電動汽車。但是，從電動汽車上淘汰下來的電池還可以繼續用作家庭或小型發電站的蓄電設備。電池本身的生命周期延長了，也就等于降低了電池成本。家庭或小型發電站可以利用這些低成本電池建立蓄電系統，這將出現新的電力系統。 便攜設備也將發生改變 當快速充電與非接觸充電在電動汽車及工業設備領域實現成功應用后，這兩項技術在手機等便攜設備領域中的融合也將得到加速(見圖4)。 圖4 充電基礎設施的完善將導致便攜設備發生變化 據NTT DoCoMo公司分析：“非接觸充電的優點是可以隨地設置充電站，對用戶來說，這將非常方便。”因此，目前業界對于在各種場合設置可對便攜設備進行充電的基礎設施十分關注。 寶馬公司于2009年2月開始在韓國銷售的寶馬7系列轎車中集成了三星手機專用的非接觸充電系統，只需將特定的手機放在中心控制臺上，就可以進行非接觸充電。而精工愛普生公司也推出了用于非接觸充電系統的電磁感應式充電模塊，有0.5W與2.5W兩款。 如果便攜設備具備了完善的可隨時隨地充電的環境，那么用戶就無需再在乎電池容量與充電時間，而對可快速充電的電池的需求也將會越來越大。惠普公司舉例說：“拿筆記本來說，在使用4個小時之后，充電30分鐘，就可以再使用4個小時，這種使用模式將會對用戶產生極大的吸引力。”不少廠商都對可快速充電的電池與非接觸充電技術在便攜設備領域的融合持樂觀態度。 |
