美國無(wú)線(xiàn)充電方案開(kāi)發(fā)公司W(wǎng)ibotic的創(chuàng )始人曾公開(kāi)喊話(huà)，未來(lái)無(wú)線(xiàn)充電的主要場(chǎng)景將不再會(huì )是手機、手表等小型電子設備，而會(huì )逐步走向機器人、無(wú)人機等中型、甚至大型的可移動(dòng)電子設備。
2023年10月13日，特斯拉已經(jīng)以未公開(kāi)的價(jià)格將其于2023年6月收購的無(wú)線(xiàn)充電初創(chuàng )公司W(wǎng)iferion出售給DIN導軌電源供應商PULS，僅留下其研發(fā)團隊，并對外宣告將推出無(wú)線(xiàn)充電產(chǎn)品。
特斯拉的入局，讓“無(wú)線(xiàn)充電”這一概念再度掀起熱浪。
發(fā)展：從電子領(lǐng)域走向工業(yè)制造
無(wú)線(xiàn)充電即非接觸充電裝置，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)是將電能轉化為可無(wú)線(xiàn)傳播的能量形式并發(fā)射出去，然后再在接收端將接收到的能量轉化為電能，從而實(shí)現電能的無(wú)線(xiàn)傳輸，并進(jìn)一步將電能存儲到電池內實(shí)現充電。
無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的起源可以追溯到20世紀90年代初。當時(shí)，無(wú)線(xiàn)電能傳輸（WPT）技術(shù)開(kāi)始引起科研人員的關(guān)注。早期的WPT技術(shù)主要采用電磁感應原理，通過(guò)近場(chǎng)耦合實(shí)現電能的高效傳輸。1994年，美國科研人員研發(fā)出一種基于電磁感應原理的無(wú)線(xiàn)充電系統，該系統可以將電能從電源傳輸到電器設備。
進(jìn)入21世紀，無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)得到了更廣泛的應用和研究。2007年，美國一家公司推出了一款基于磁共振耦合原理的無(wú)線(xiàn)充電設備，該設備可以實(shí)現較遠距離的無(wú)線(xiàn)充電。這一技術(shù)的出現引發(fā)了無(wú)線(xiàn)充電領(lǐng)域的熱潮，許多科研機構和企業(yè)紛紛投入無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的研發(fā)。
隨著(zhù)智能手機等移動(dòng)設備的普及，無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)逐漸成為這些設備的重要功能之一。2010年，美國蘋(píng)果公司推出了iPhone 4的無(wú)線(xiàn)充電配件，使得無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)受到了更廣泛的關(guān)注和應用。
近年來(lái)，隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)不斷創(chuàng )新和發(fā)展，無(wú)線(xiàn)充電設備的傳輸距離、充電效率以及安全性等方面得到了顯著(zhù)提升。同時(shí)，越來(lái)越多公司突破工業(yè)應用技術(shù)壁壘，無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)由電子行業(yè)和電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域延伸到工業(yè)制造領(lǐng)域，應用到了小至倉儲機器人大至叉車(chē)的AGV/AMR領(lǐng)域。
在工業(yè)4.0背景下，全域物流和全場(chǎng)景無(wú)人化成為趨勢，AGV/AMR的充電方式也在不斷革新，以為AGV/AMR提供更強大的續航能力和更安全的電能補充。
相較于接觸式充電，無(wú)線(xiàn)充電即非接觸充電裝置，無(wú)需用電纜將車(chē)輛與供電系統連接，它拋棄了充電觸頭，充電器及用電的裝置都可以做到無(wú)導電接點(diǎn)外露。無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)使充電端與AGV儲能系統之間實(shí)現電氣隔離，從根本上消除直插式充電方法帶來(lái)的弊端，更加安全，適用性更廣。無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)也逐漸成為AGV/AMR智能化升級的重點(diǎn)關(guān)注之一。
應用：以靜態(tài)充電為主
目前無(wú)線(xiàn)充電主要有電磁感應式(ICPT)、電磁共振式(ERPT)、無(wú)線(xiàn)電波式(MPT)、電場(chǎng)耦合式四種基本方式，分別適用于近程、中短程與遠程電力傳送。其中，ICPT和ERPT在中等距離的傳輸效率較高，目前移動(dòng)機器人的無(wú)線(xiàn)充電也大多基于這兩種技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。
無(wú)線(xiàn)充電四種技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)對比
從移動(dòng)機器人的無(wú)線(xiàn)充電方式來(lái)看，又分為靜態(tài)無(wú)線(xiàn)充電和動(dòng)態(tài)無(wú)線(xiàn)充電。
靜態(tài)無(wú)線(xiàn)充電與傳統的接觸式充電一樣，需要在一定的時(shí)間前往固定的區域，在移動(dòng)機器人停止過(guò)程中對機器人進(jìn)行充電，只是將傳統的充電方式中的雙板刷塊替換成封裝好的發(fā)射器、發(fā)射線(xiàn)圈以及接收線(xiàn)圈，當發(fā)射器和接收器相互靠近時(shí)，就可為設備充電。
與靜態(tài)充電相對，動(dòng)態(tài)充電則是在其行駛過(guò)程中對其進(jìn)行充電?，F階段的動(dòng)態(tài)無(wú)線(xiàn)充電系統主要由地面電源、發(fā)射線(xiàn)圈模組、車(chē)載控制器、接收線(xiàn)圈、位置檢測模塊等部分組成，需要在A(yíng)GV行駛的路面下鋪設更長(cháng)的供電導軌，在導軌上安裝一系列連續的發(fā)射平板。這一技術(shù)需要實(shí)現高效、穩定、安全的能量傳輸，同時(shí)要解決運行設備與充電設備之間的精確對準、動(dòng)態(tài)調節、電磁干擾等技術(shù)問(wèn)題。
面對這些技術(shù)問(wèn)題，經(jīng)過(guò)一些具備深厚技術(shù)底蘊的企業(yè)和研發(fā)團隊不斷克難攻關(guān)，設計、匹配和優(yōu)化發(fā)射線(xiàn)圈和接收線(xiàn)圈的耦合，優(yōu)化系統的控制算法、維持通信穩定和低延時(shí)、完善反饋調節機制，在技術(shù)上將極大程度地解決了動(dòng)態(tài)充電的充電距離和效率問(wèn)題。
對于動(dòng)態(tài)充電的實(shí)施難點(diǎn)，專(zhuān)注于大功率無(wú)線(xiàn)充電系統產(chǎn)業(yè)化的寧波道充科技有限公司有著(zhù)不一樣的見(jiàn)解。道充科技副總賀思齊表示：“理論上，實(shí)現動(dòng)態(tài)充電是沒(méi)問(wèn)題的，但真正實(shí)行起來(lái)就又涉及到成本問(wèn)題，比方在1萬(wàn)平米的地面上都布滿(mǎn)發(fā)射器，成本就會(huì )增加很多，從經(jīng)濟性角度來(lái)講幾乎并不適用，這是理論與實(shí)踐的區別。”
同樣的，擁有超十年無(wú)線(xiàn)充電產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)驗的青島魯渝能源科技有限公司也認為，技術(shù)并不是限制動(dòng)態(tài)無(wú)線(xiàn)充電應用的主要原因。魯渝能源總經(jīng)理李聃談道：“目前的移動(dòng)機器人以帶儲能和電池的為主，而不帶電池的，一般要求不間斷作業(yè)，這種需求場(chǎng)景較少，而且動(dòng)態(tài)供電的產(chǎn)品整體價(jià)格非常高，所以這也是動(dòng)態(tài)供電的局限性。”
此外，動(dòng)態(tài)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)還沒(méi)有形成統一的國際或國內標準，不同的企業(yè)和機構采用不同的技術(shù)方案和參數，這給互操作性和兼容性帶來(lái)了挑戰。
因此，當下在移動(dòng)機器人領(lǐng)域，無(wú)線(xiàn)充電的應用以靜態(tài)為主。
犀能新能源無(wú)線(xiàn)充電項目
企業(yè)：重點(diǎn)布局大功率產(chǎn)品
針對移動(dòng)機器人的應用特點(diǎn)，國內外一些公司和技術(shù)團隊不斷研磨核心技術(shù)，為無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域應用掃清技術(shù)障礙。
國內外無(wú)線(xiàn)充電企業(yè)相關(guān)布局
從產(chǎn)品布局來(lái)看，這些無(wú)線(xiàn)充電企業(yè)大多基于磁共振原理開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，聚焦在中大功率無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)。
從競爭主體來(lái)看，目前國內活躍在工業(yè)制造領(lǐng)域的無(wú)線(xiàn)充電企業(yè)主要分為兩類(lèi)，一類(lèi)是從成立之初便耕耘于無(wú)線(xiàn)充電板塊的企業(yè)，以魯渝能源、犀能、道充科技等企業(yè)為代表，這類(lèi)企業(yè)在無(wú)線(xiàn)充電領(lǐng)域積累了深厚的底蘊，擁有強大的技術(shù)儲備；另一類(lèi)是從傳統充電機、蓄電池切入無(wú)線(xiàn)充電，實(shí)現雙賽道并驅的企業(yè)，以泰坦智能、愛(ài)普拉等企業(yè)為代表，這些企業(yè)對于移動(dòng)機器人應用場(chǎng)景有著(zhù)深刻理解，并擁有前期的市場(chǎng)優(yōu)勢和資源渠道。
多方入局，驗證了無(wú)線(xiàn)充電的市場(chǎng)前景，也從研發(fā)端構筑起強大動(dòng)力，推動(dòng)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)快速發(fā)展。
受困：技術(shù)價(jià)格多重枷鎖
隨著(zhù)技術(shù)成熟度不斷提升，無(wú)線(xiàn)充電落地應用也開(kāi)始逐漸增多。
現階段的無(wú)線(xiàn)充電產(chǎn)品在移動(dòng)機器人的應用主要集中于一些低溫、防爆、室外電網(wǎng)巡檢等剛需場(chǎng)景，以及對價(jià)格包容度較高的重載AGV。
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犀能Tx19
在這些剛需場(chǎng)景應用中，一些企業(yè)已積累了豐富經(jīng)驗。犀能新能源科技有限公司（英文品牌名稱(chēng)Xnergy），2017年成立于新加坡，在智能制造、電商無(wú)人倉庫的物流AGV/AMR、無(wú)人叉車(chē)、安防、巡檢及服務(wù)機器人、無(wú)人機等領(lǐng)域都擁有廣泛的應用。據悉，犀能在貴州的鋰電池原材料項目，是業(yè)內無(wú)線(xiàn)充電功率最大（9kW）、無(wú)人叉車(chē)應用數量最多的項目，設備已經(jīng)穩定運行近2年，收到了客戶(hù)的良好反饋。
對于目前的無(wú)線(xiàn)充電市場(chǎng)應用情況，犀能銷(xiāo)售副總裁陳建平表示：“相對來(lái)說(shuō)，目前重載無(wú)人叉車(chē)和重載AGV對無(wú)線(xiàn)充電的需求會(huì )更大一些，因為這些產(chǎn)品本身價(jià)值較高，消化吸收無(wú)線(xiàn)充電的成本就更容易。”
而在低溫、防爆等場(chǎng)景中，能適應惡劣環(huán)境的機器人需要“與之配套”的充電產(chǎn)品，對無(wú)線(xiàn)充電產(chǎn)品呈現出剛性需求。
道充600W
道充科技副總賀思齊談道：“機器人的工作環(huán)境越是惡劣，對無(wú)線(xiàn)充電產(chǎn)品接受程度越高。目前面向移動(dòng)機器人，道充在巡檢、無(wú)人倉儲物流等領(lǐng)域，已經(jīng)實(shí)現了小批量的生產(chǎn)和交付。”據賀思齊介紹，今年，國內電網(wǎng)巡檢機器人龍頭企業(yè)與道充合作，在國家電網(wǎng)的變電站項目的巡檢機器人應用道充的無(wú)線(xiàn)充電產(chǎn)品，借助無(wú)線(xiàn)充電解決痛點(diǎn)，實(shí)現安全性、便利性和全產(chǎn)業(yè)鏈條的無(wú)人化。
魯渝能源防爆型180W無(wú)線(xiàn)充電器
魯渝能源目前落地的項目也主要集中于石油石化、煤礦等特殊場(chǎng)景。魯渝能源總經(jīng)理李聃認為：“這些場(chǎng)景對無(wú)線(xiàn)充電的需求的剛性度更強。相對于傳統的接觸式充電，無(wú)線(xiàn)充電作為非接觸式的方式，在一些比較特殊的應用場(chǎng)景有著(zhù)天然的優(yōu)勢，比如在存有易燃易爆氣體、粉塵的場(chǎng)景，接觸式充電就未能適應。”
而除以上談及的特殊場(chǎng)景外，一些無(wú)線(xiàn)充電企業(yè)也逐漸涉足于倉儲物流等領(lǐng)域，為無(wú)線(xiàn)充電市場(chǎng)拓展打下根基。例如魯渝能源針對倉儲物流行業(yè)推出了專(zhuān)門(mén)的AGV/AMR無(wú)線(xiàn)充電解決方案：采用高效的功率變換器拓撲，優(yōu)化耦合線(xiàn)圈設計，可實(shí)現最大充電電流200A的輸出，傳輸功率高達12KW，滿(mǎn)足各類(lèi)大中小型AGV無(wú)線(xiàn)充電需求。
雖然無(wú)線(xiàn)充電在市場(chǎng)方面有所突破，但根據新戰略移動(dòng)機器人產(chǎn)業(yè)研究所統計，當前移動(dòng)機器人行業(yè)采用的充電方式還是以自動(dòng)充電為主，充電裝置以傳導式（接觸式）充電裝置為主，其市場(chǎng)占比超過(guò)90%，無(wú)線(xiàn)充電的市場(chǎng)滲透率極低。
無(wú)線(xiàn)充電市場(chǎng)應用受限，有著(zhù)多重因素的影響。一方面，相較于傳統的充電方式，移動(dòng)機器人無(wú)線(xiàn)充電產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)展初期，上下游產(chǎn)業(yè)鏈還未成熟，這讓下游的移動(dòng)機器人廠(chǎng)商未能提振起信心。
在犀能看來(lái)，客戶(hù)對于無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的認知與接受程度是首要因素。犀能銷(xiāo)售副總裁陳建平談道：“客戶(hù)使用接觸式充電已經(jīng)十幾年，已經(jīng)能熟練運用接觸式充電樁了，不愿意改變設計，客戶(hù)的應用習慣很難改變。”
另一方面，無(wú)線(xiàn)充電高昂的前期導入成本也讓一眾廠(chǎng)商望而卻步。
道充科技副總賀思齊表示：“很多企業(yè)了解無(wú)線(xiàn)充電的益處，也很希望能使用無(wú)線(xiàn)充電，但是無(wú)線(xiàn)充電產(chǎn)品成本比較高，在整個(gè)行業(yè)處于“價(jià)格戰”的情況下，企業(yè)若將充電方式替換成無(wú)線(xiàn)充電，那么成本壓力加重，也意味著(zhù)其產(chǎn)品售價(jià)要增加，訂單流失率可能也會(huì )隨之增加。因此對于我們無(wú)線(xiàn)充電廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，現在很重要的工作就是降成本。” 魯渝能源總經(jīng)理李聃也認為價(jià)格是影響無(wú)線(xiàn)充電應用的主要原因之一：“在對無(wú)線(xiàn)充電存在剛性的需求的特殊場(chǎng)景中，無(wú)論是價(jià)格高低都必須使用，而在剛性不強的物流業(yè)、制造業(yè)場(chǎng)景中，客戶(hù)在選購的時(shí)實(shí)際比較的是性?xún)r(jià)比。”
在客戶(hù)選購產(chǎn)品階段，無(wú)線(xiàn)充電的前期導入成本較高，與傳統接觸式充電方式相比，性?xún)r(jià)比不高。但也有部分業(yè)內人士認為，從整個(gè)生命使用周期來(lái)看，無(wú)線(xiàn)充電的后期維護成本更低，安全性更高，或能完全覆蓋前期導入價(jià)格，性?xún)r(jià)比其實(shí)會(huì )更高。對此，李聃談道：“無(wú)線(xiàn)充電后期優(yōu)勢的確存在，但目前沒(méi)有一個(gè)更長(cháng)期的追蹤和詳細的分析來(lái)支撐，加之后期的使用成本往往是隱性的，之后的使用效果通常不是客戶(hù)在選購無(wú)線(xiàn)充電時(shí)優(yōu)先考慮的因素，更多的是眼前所見(jiàn)，所以真正決定客戶(hù)購買(mǎi)意向的還是首次導入的價(jià)格優(yōu)勢。”
未來(lái)，無(wú)線(xiàn)充電要突破“剛需場(chǎng)景”的枷鎖走向更多應用場(chǎng)景，還需將降本增效工作進(jìn)行到底。
破局：找準市場(chǎng)降成本
面對無(wú)線(xiàn)充電市場(chǎng)滲透率低的問(wèn)題，無(wú)線(xiàn)充電廠(chǎng)商正在積極尋求破局之道。
一方面，從重載AGV和一些剛需場(chǎng)景切入逐步滲透；另一方面，降成本成為各大無(wú)線(xiàn)充廠(chǎng)商的重點(diǎn)工作。
對此，魯渝能源總經(jīng)理李聃表示：“產(chǎn)業(yè)的升級發(fā)展，也必須經(jīng)歷過(guò)這樣的一個(gè)路徑。先從一些對價(jià)格不敏感的高端客戶(hù)切入，隨后逐漸普及技術(shù)的同時(shí)設法降低成本，提高性?xún)r(jià)比。我認為這是很正確的路徑。隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的逐漸發(fā)展，高性?xún)r(jià)比的充電解決方案將會(huì )出現，逐步扭轉市場(chǎng)局面，我們魯渝能源也會(huì )陸續推出一些低成本的解決方案。”
道充科技副總賀思齊也認同“降成本”的重要性：“道充的降成本工作主要從兩方面著(zhù)手，一是規模降成本，不斷地更新與優(yōu)化供應商體系；二是技術(shù)降成本。通過(guò)技術(shù)研發(fā)降低零部件的使用量，進(jìn)而實(shí)現成本的大幅降低。”
技術(shù)降本之外，不斷適應移動(dòng)機器人應用特點(diǎn)變化，滿(mǎn)足客戶(hù)需求亦是贏(yíng)得市場(chǎng)的要訣。
犀能銷(xiāo)售副總裁陳建平介紹：“開(kāi)拓市場(chǎng)也是一個(gè)技術(shù)推進(jìn)的過(guò)程。我們正在通過(guò)特有的技術(shù)，在功率不變基礎上把產(chǎn)品逐步變小，以滿(mǎn)足客戶(hù)對充電產(chǎn)品又薄又小的需求。”
從剛需場(chǎng)景切入，不斷優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈，在任何行業(yè)，切實(shí)解決用戶(hù)需求，才能在激烈的市場(chǎng)競爭中占領(lǐng)一席之地。
雖然移動(dòng)機器人的無(wú)線(xiàn)充電市場(chǎng)還處于初期階段，但它的潛力和前景已經(jīng)引起了廣泛關(guān)注。
陳建平表示：“無(wú)線(xiàn)充電比較安全環(huán)保，有利于節省人工和能源，基于綠色環(huán)保發(fā)展大方向，國家政策環(huán)境也在慢慢變化，對于無(wú)線(xiàn)充電市場(chǎng)，我們還是比較有信心的，今年也開(kāi)始大規模拓展國內市場(chǎng)。”據陳建平介紹，犀能的全球化背景很好，已經(jīng)在20個(gè)國家超過(guò)40個(gè)場(chǎng)景完成部署，實(shí)現了超過(guò)100萬(wàn)次成功的大功率充電。
道充科技副總賀思齊談道：“其實(shí)傳統充電機企業(yè)也在做無(wú)線(xiàn)充電的技術(shù)儲備，大家普遍認為這是一大趨勢，都不希望若干年后沒(méi)跟上發(fā)展節奏。在這一行業(yè)，道充有著(zhù)深厚的技術(shù)積累和對行業(yè)的深刻理解，憑借工程化開(kāi)發(fā)能力，用制造汽車(chē)的思維來(lái)做工業(yè)產(chǎn)品，我們也非常有信心來(lái)開(kāi)拓移動(dòng)機器人市場(chǎng)。”
魯渝能源總經(jīng)理李聃表示：“面向不同機型的機器人，魯渝能源推出了很多的型號的充電產(chǎn)品來(lái)匹配，擁有齊全的產(chǎn)品矩陣，在細節處理上更為細致，我們將一直專(zhuān)注于機器人的無(wú)線(xiàn)充電細分的賽道上，運用專(zhuān)有技術(shù)上為客戶(hù)提供更方便穩定的產(chǎn)品。”
根據新戰略移動(dòng)機器人產(chǎn)業(yè)研究所初步測算，預計2023年中國移動(dòng)機器（AGV/AMR）銷(xiāo)售規模約為220億，同比增長(cháng)18.9%；銷(xiāo)售數量約為115000臺，同比增長(cháng)23.7%。市場(chǎng)對于A(yíng)GV/AMR需求遠未飽和。智能制造的需求日益增強，對移動(dòng)機器人智能化要求進(jìn)一步提高。展望未來(lái)，移動(dòng)機器人智能化一定是與新型充電方式結合發(fā)展的趨勢，隨著(zhù)經(jīng)濟的逐步復蘇以及更多新興市場(chǎng)的開(kāi)拓，無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)將推動(dòng)移動(dòng)機器人行業(yè)進(jìn)入下一個(gè)億萬(wàn)級市場(chǎng)。
發(fā)展：從電子領(lǐng)域走向工業(yè)制造
應用：以靜態(tài)充電為主
企業(yè)：重點(diǎn)布局大功率產(chǎn)品
受困：技術(shù)價(jià)格多重枷鎖
破局：找準市場(chǎng)降成本
